湿热环境下微电子互连ACF的导电及腐蚀行为.docx

湿热环境下微电子互连 ＡＣＦ 的导电及腐蚀行为华丽１ａ，１ｂ，２，郭兴蓬１ａ，杨家宽１ｂ，刘凤鸣１ａ（１．华 中 科 技 大 学 ａ．化学与化工学院 ；ｂ．环境科学与工程学院 ，湖 北 武 汉 ４３００７４；２．湖北第二师范学院化学与生命科学学院 ，湖 北 武 汉 ４３０２０５）摘要 ：各 向 异 性 导 电 胶 膜 （ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅａｄｈｅｓｉｖｅｆｉｌｍ，ＡＣＦ）替 代 锡 铅 （Ｓｎ／Ｐｂ）钎料 已 应 用 于 微 电 子 封 装 中 。 以 聚 苯 乙 烯 微 球 （Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，ＰＳｔ）（３～５μｍ）为 导 电 核 心 体 ，其 表 面化 学 镀 一 层 Ｎｉ粒 子（１～２μｍ）形成的复合微球填充在 树 脂 中形 成的 各向异性导电胶膜作为 研 究 对象 ，采 用 交 流 阻 抗 和 动 电 位 扫 描 等 方 法 ，探讨了湿热环境下 ＡＣＦ 胶 膜 导 电 及 耐 蚀 性 能 。 实 验 表 明 ，高 温（８０ ℃）和 高 湿（ＲＨ８５％）中 老 化 ４ｈ 后 ，各 向 异 性 导 电 胶 膜 的 接 触 电 阻 有 较 显 著 的 增 加 ，所 致 原因 是 湿 热 环 境 下 起 导 电 作 用 的 Ｎｉ粒 子 氧 化 阻 止 了 电 流 穿 越 ，且 温 度 的 影 响 大 于 湿 度 的 影 响 ，两 者 协 同 作 用 加 速 各 向 异 性 导 电 胶 膜（ＡＣＦ）互 连 失 效 。 对 比 实 验 表 明 ，ＡＣＦ 耐 腐 蚀 性 能 明 显 高 于 锡铅 钎 料 ，原 因 是 基 体 胶 对 导 电 粒 子 的 保 护 作 用 ，阻 碍 了 腐 蚀 介 质 向 内 部 扩 散 。关 键 词 ：微 电 子 封 装 ；各 向 异 性 导 电 胶 ；腐 蚀 行 为 ；电 阻 变 化 ；动 电 位 极 化 ；交 流 阻 抗中 图 分 类 号 ：Ｏ６４６．６文 献 标 志 码 ：ＡＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｓａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＡＣＦｕｎｄｅｒｔｈｅｒｍａｌｈｕｍｉｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎＨＵＡＬｉ１ａ，１ｂ，２，ＧＵＯＸｉｎｇ－ｐｅｎｇ１ａ，ＹＡＮＧＪｉａ－ｋｕａｎ１ｂ，ＬＩＵＦｅｎｇ－ｍｉｎｇ１ａ（１ａ．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；１ｂ．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ＨＵＳＴ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３０２０５，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅａｄｈｅｓｉｖｅｆｉｌｍ（ＡＣＦ）ｉｓｃｈｏｓｅｎｔｏｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＳｎ／Ｐｂｓｏｌｄｅｒａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐａｃｋａｇｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ＡＣＦｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ（ＰＳｔ）（３～５μｍ） ｐｌａｔｅｄｗｉｔｈａｔｈｉｎＮｉｐａｒｔｉｃｌｅｓ（１～２μｍ）ｏｕｔｓｉｄｅａｎｄａｓｐｅｃｉａｌｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ．Ｂｏｔｈｏｆｔｈｅｍａｒｅｍｉｘｅｄｔｏｂｅ ＡＣＦ．ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｓａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｖｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＡＣＦａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｐｏｔｅｎｔｉｏｄｙｎａｍｉｃｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｈｉｇｈｌｙｔｈｅｒｍａｌｈｕｍｉｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｆｔｅｒａｇｉｎｇ４ｈｉｎ８０ ℃ ａｎｄ８５％ ＲＨｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｎｔａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＡＣＦｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｇｒｅａｔｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｉｓｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＮｉｐｒｅｖｅｎｔｓｅｌｅｃｔｒｉｃｃｕｒｒｅｎｔｆｒｏｍｇｏｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｃｏｒｒｏｓｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＡＣＦｅｘｃｅｅｄｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｈｕｍｉｄｉｔｙ，ａｎｄ ｂｏｔｈ ｏｆｔｈｅｍ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ＡＣＦ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｍｉｃ