微电子封装材料及其可靠性研究进展

随着微电子产业的发展,各种封装技术不断涌现,对于封装材料的内应力、导热性、电性能都提出了更高的要求。本文介绍了聚合物微电子封装的主要材料,包括环氧树脂、有机硅、聚酰亚胺。由于封装的无铅化发展以及高功率导致的散热需求,导电胶和热界面材料成了在封装中研究的较多热门材料。根据产品的使用环境,通过加速试验(温度循环、高加速应力试验、疲劳试验等)可以评估封装的可靠性。为探索封装失效的原因,需要对产品进行失效分析。本文介绍了常用的失效分析技术,具体描述了倒装芯片的底填胶的失效分析,并根据失效原因对底填材料提出了性能要求。封装材料的冷热冲击和湿热稳定性是影响可靠性的重要因素,湿气会导致封装“爆米花效应”、电化学迁移等后果从而使器件失效。为此,本文探究了湿气对半导体器件的影响及扩散机理,并对影响材料吸水性能的因素(如极性、自由体积、材料微相分离等)进行了综述。最后,还对微电子封装材料的未来发展进行了展望。