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應(yīng)用 | 銀漿潤(rùn)濕性對(duì)芯片鍵合性能的影響

更新時(shí)間：2023-02-06

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研究背景

在半導(dǎo)體行業(yè)，銀漿是制作銀電極的漿料，由高純度的(99.9% )金屬銀的微粒、粘合劑、溶劑、助劑所組成，比較粘稠狀。用于把芯片鍵合到基材上，它不僅幫助固定芯片，而且?guī)椭鷾p少芯片因封裝產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形，進(jìn)而保護(hù)芯片。近年來，隨著芯片向著最小化和最薄化發(fā)展，需要銀漿有更高的強(qiáng)度與可靠性。現(xiàn)有商品化銀漿存在粘合力不足、在界面處分布不均等問題，無法滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需要。

本文對(duì)比研究了商品化銀漿體系和新銀漿體系的潤(rùn)濕性對(duì)芯片鍵合性能的影響。

材料與方法

銀漿：新型銀漿體系（記為 B），其與銀漿A體系的區(qū)別在于粘合促進(jìn)劑的不同。

基底：環(huán)氧玻纖基材。

采用德國(guó) KRüSS 公司的 DSA100 測(cè)量銀漿與基材的接觸角。

DSA100接觸角測(cè)試儀

結(jié)果與討論

銀漿B在基材上的接觸角低于銀漿A，表明銀漿B的浸潤(rùn)性良好，有利于在基板和芯片中間產(chǎn)生連續(xù)的銀漿層。

圖1，銀漿 A（左）和銀漿 B（右）與基材的接觸角

而剖面形貌分析也證實(shí)銀漿 B在芯片表面形成了連續(xù)的銀漿鍵合層。對(duì)銀漿A的芯片鍵合層剖面進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)銀漿A的鍵合層存在空洞，證明銀漿在點(diǎn)膠過程中沒有wan全浸潤(rùn)基材的表面，使空氣封閉在鍵合層中。而空氣在銀漿固化的過程中受熱膨脹，不僅減小了界面處的銀漿結(jié)合面積，減弱了鍵合強(qiáng)度，而且也導(dǎo)致了過高的鍵合層厚度。

圖2，銀漿 B 鍵合層剖面的 SEM 照片

圖3，銀漿 A 鍵合層剖面的 SEM 照片

總結(jié)

可看出減少銀漿層的空洞是提高芯片鍵合強(qiáng)度的一種有效方法。合適的粘合促進(jìn)劑可以幫助增加銀漿在基材表面的浸潤(rùn)并減少界面銀漿層里的空洞。

參考文獻(xiàn)：

本文有刪減，詳細(xì)信息請(qǐng)參考原文。

堵美軍，梁國(guó)正.高芯片鍵合質(zhì)量與高生產(chǎn)率的新型銀漿體系的研究[J].中國(guó)集成電路,2021,1-2(260-261): 63-69.

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