各向異性導(dǎo)電膠膜力學(xué)性能及COG粘接可靠性的研究.pdf

1、各向異性導(dǎo)電膠膜(ACF)作為一種新興的綠色封裝材料,受到電子工業(yè)和研究者的廣泛關(guān)注。由于ACF本身還處于發(fā)展的初期,其粘接可靠性的研究相對(duì)初步,對(duì)力學(xué)性能的研究和其連接界面殘余應(yīng)力的分析更是匱乏,而這些研究對(duì)ACF在微電子封裝中的應(yīng)用具有重要意義。所以,本文對(duì)固化后ACF的力學(xué)性能進(jìn)行了全面的測(cè)試和理論研究,研究了不同工作環(huán)境下ACF互連的COG(Chip-on-Glass)器件的粘接可靠性,并且分析了器件界面的殘余應(yīng)力。
　　

2、 通過(guò)蠕變、應(yīng)力松弛、單軸拉伸和溫度頻率掃描實(shí)驗(yàn),考察了時(shí)間、加載率和環(huán)境因素對(duì)ACF力學(xué)性能的影響,得到了ACF的基本力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫(kù),且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,ACF是一種非線性粘彈性材料,升溫和加載對(duì)其蠕變和應(yīng)力松弛過(guò)程具有加速作用,其力學(xué)行為具有明顯的溫度依賴性和率相關(guān)性。建立了ACF的松弛型本構(gòu)模型和蠕變型本構(gòu)模型,并對(duì)ACF的力學(xué)行為進(jìn)行預(yù)測(cè),發(fā)現(xiàn)模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合很好?；谝呀?jīng)得到的ACF蠕變型本構(gòu)模型,利用時(shí)間一損傷等效原

3、理,建立了考慮老化損傷的蠕變型本構(gòu)模型。對(duì)R-W失效準(zhǔn)則進(jìn)行修正,建立了ACF蠕變斷裂時(shí)間的預(yù)測(cè)模型,并且采用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 通過(guò)剪切破壞和剪切疲勞實(shí)驗(yàn),研究了不同工作環(huán)境下COG器件的粘接可靠性和疲勞壽命。結(jié)果表明:隨實(shí)驗(yàn)溫度的升高,器件的剪切模量和剪切強(qiáng)度都降低;隨濕熱老化時(shí)間的增加,器件的粘接強(qiáng)度和疲勞壽命不斷降低,而二者隨溫度循環(huán)時(shí)間的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。建立了描述器件粘接性能的本構(gòu)模

4、型,發(fā)現(xiàn)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合很好。獲得了器件界面的載荷-位移關(guān)系。通過(guò)引入損傷因子D,綜合考慮了濕熱老化對(duì)器件粘接強(qiáng)度和疲勞壽命的影響。
　　 提出新的界面應(yīng)力分析模型,對(duì)COG器件制造過(guò)程中產(chǎn)生的界面殘余應(yīng)力進(jìn)行預(yù)測(cè),并與其它模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較,得出:COG器件在制造時(shí),界面處會(huì)產(chǎn)生殘余剪切應(yīng)力和剝離應(yīng)力,且殘余剪切應(yīng)力會(huì)由于其中間連接層的蠕變而緩慢減小。對(duì)于和COG器件一樣中間連接層較薄的連接器件來(lái)說(shuō),采用新的