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《天津大学》 2005年
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各向异性导电胶膜粘接可靠性的研究

张军  
【摘要】:各向异性导电胶膜(ACF)是一种新兴的绿色、环保微电子封装互联材料。通过粘接强度和微观失效机理的研究,对其在微电子机械系统中的应用具有重要意义。研究各向异性导电胶膜的粘接工艺参数,如温度、固化时间、压力以及粘接时的升温速度和后处理方式对其接触电阻和粘接强度的影响,表明随着粘接温度的升高接触电阻变化较小,粘接强度随之增加;粘接固化时间长可以提高胶体的抗吸湿破坏能力;试件的接触电阻随粘接压力增大而减小;聚四氟乙烯薄膜厚度不同影响粘接时的升温速度,引起粘接强度变化;为提高ACF的粘接质量,有一个高温消除粘接残余应力的过程最好。高温高湿和温度循环试验对粘接可靠性的影响也进行了评估,从接触电阻和粘结强度两方面得到了各向异性导电胶膜最佳的粘接工艺参数。 实验发现各向异性导电胶膜的玻璃化转化温度(Tg)不随固化程度和固化时间变化。它的吸湿能力是随环境温度、湿度的不同而变化,而且它的吸湿能力具有部分可逆的性质。采用半导体制冷技术开发了一种新型的高低温循环试验台,它具有升降温速度快、传热速度快等优点,通过显微镜实时在线观察各向异性导电胶膜粘接界面上气泡和分层的变化。应力集中部位的气泡是潜在的缺陷,界面开裂扩展是温度和湿度长期共同作用的结果。 在温度和高温高湿载荷的作用下,对各向异性导电胶膜粘接的TAB试件进行受力分析。应用梁理论,通过对薄膜单元受力分析,建立了在温度和高温高湿载荷作用下粘接界面应力与应变关系。求解得到界面正应力和剪应力分布情况。ANSYS数值模拟得到的界面应力分布结果与模型计算结果相同。 应用界面本构模型计算试件的90o剥离力-位移曲线。通过对界面本构模型的修正,增加了界面损伤因子χ以考虑环境的影响,在实验数据的基础上分别给出了温度循环损伤因子和高温高湿损伤因子计算公式。具有损伤因子修正的界面本构模型能够描述温度循环和高温高湿试验后此试件粘接强度的变化。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN405

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