應(yīng)用 | 銀漿潤濕性對芯片鍵合性能的影響

更新時間：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。

本文對比研究了商品化銀漿體系和新銀漿體系的潤濕性對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 KRüSS 公司的 DSA100 測量銀漿與基材的接觸角。

DSA100接觸角測試儀

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銀漿 B在芯片表面形成了連續(xù)的銀漿鍵合層。對銀漿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)信息請參考原文。

堵美軍，梁國正.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].中國集成電路,2021,1-2(260-261): 63-69.

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