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(yùn)算速度的飛速增長(zhǎng),以及電子工業(yè)急需無(wú)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(guò)高溫高濕環(huán)境實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬,研究了濕氣在環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)中的擴(kuò)散特性.采用熱機(jī)械分析、熱重分析、單軸拉伸試驗(yàn)以

2、及拉伸破壞試樣斷裂面特征花樣的計(jì)算機(jī)模擬和顯微觀察等方法,研究了濕熱老化對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂材料性能的影響.結(jié)果表明:濕氣在環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)中的擴(kuò)散行為與濕熱環(huán)境、老化過(guò)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(huì)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(jī)理；主裂紋與銀紋的擴(kuò)展速度比影響斷面特征形貌. 通過(guò)宏觀的剪切模式破壞試驗(yàn)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(duì)COG的粘接強(qiáng)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(shí)間的增加,COG試樣的粘接強(qiáng)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(shù)脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的水解反應(yīng)息息相關(guān).通過(guò)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(shí)間的延長(zhǎng)越來(lái)越明顯. 引入界面斷裂能(G<,f-th>)的概念來(lái)綜合考慮濕熱老化對(duì)ACF材料性能的影響,建立了合理的力學(xué)