高溫高濕環(huán)境下粘結(jié)劑性能和COG粘接可靠性的研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體器件的集成度、I/O數(shù)、功率、工作主頻、運算速度的飛速增長,以及電子工業(yè)急需無鉛材料,電子產(chǎn)品向小型化、薄型化和"綠色"化的方向發(fā)展.COG(Chip-on-Glass)電子器件作為一種高密度的綠色電子產(chǎn)品,其應(yīng)用日益廣泛.本文研究了高溫高濕環(huán)境下粘結(jié)劑的性能和COG器件的粘接可靠性,主要包括以下內(nèi)容. 通過高溫高濕環(huán)境實驗和分子動力學(xué)模擬,研究了濕氣在環(huán)氧樹脂系統(tǒng)中的擴散特性.采用熱機械分析、熱重分析、單軸拉伸試驗以

2、及拉伸破壞試樣斷裂面特征花樣的計算機模擬和顯微觀察等方法,研究了濕熱老化對環(huán)氧樹脂材料性能的影響.結(jié)果表明:濕氣在環(huán)氧樹脂系統(tǒng)中的擴散行為與濕熱環(huán)境、老化過程和試樣厚度均有關(guān)系；濕膨脹應(yīng)變與濕氣濃度基本呈線性關(guān)系；濕膨脹系數(shù)隨脫濕溫度的升高而增大:濕熱老化會使高聚物材料的力學(xué)性能退化,并影響試樣拉伸斷裂失效的機理；主裂紋與銀紋的擴展速度比影響斷面特征形貌. 通過宏觀的剪切模式破壞試驗和微觀的傅里葉變換紅外光譜分析方法,研究了高溫

3、高濕環(huán)境對COG的粘接強度和各向異性導(dǎo)電膠化學(xué)成分的影響.結(jié)果表明:隨濕熱老化時間的增加,COG試樣的粘接強度不斷降低；各向異性導(dǎo)電膠的化學(xué)成分不斷發(fā)生變化,該變化與濕氣分子和環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的水解反應(yīng)息息相關(guān).通過掃描電子顯微鏡觀察COG試樣的剪切破壞的粘接界面,發(fā)現(xiàn)各向異性導(dǎo)電膠膜的剝落效應(yīng)隨濕熱老化時間的延長越來越明顯. 引入界面斷裂能(G<,f-th>)的概念來綜合考慮濕熱老化對ACF材料性能的影響,建立了合理的力學(xué)