Page 10 - 異質整合當道 材料接合應力強度備受矚目

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SPOTLIGHT
圖8:PBO 固化溫度與表面硬度的關係。
(來源:Effect of dielectric process on the interfacial adhesion of RDL for FOWLP, 2377-5726/20/$31.00 ©2020 IEEE)
鍵步驟。而於FOWLP中，其RDL一般由介電材料(如 PI、PBO)與銅所組成，若要得到具有可靠度良好的產 品，介電材料與銅之間需有很強的附著能力，以能承 受可靠度測試中高溫高濕的考驗。因此，在此實例中， 可利用奈米壓痕測試儀了解不同的固化溫度對於材料 硬度的影響，此實驗搭配Berkovich壓頭，控制最大 壓深深度為 500奈米，針對不同固化溫度的PBO進行 分析。實驗結果顯示PBO的硬度隨著固化溫度上升 先是持平後，到225度而開始下降(如圖8所示)。除了 了解PBO機械特性以外，未來亦可搭配刮痕測試儀 進一步地量測出RDL銅與介電材料的附著能力，進而 將製程最佳化。
利用材料放置於一個幾何形狀皆被定義好 的系統中(例如:錐板量測系統、同心圓柱量測 系統)，藉由精密的馬達控制系統，給予材料預 設的剪切應力，量測材料所相應產生的剪切應 變，可得到材料的相關流變特性包含儲存模數、 耗散模數、或者阻尼因子。除此之外，由於流變 儀可搭載不同的控溫系統，除了了解材料的本質 特性以外，亦可用來模擬材料於製程中受力下的 流變行為變化。
利用一已知形狀的鑽石壓頭壓在待測表面 上，當待測樣品以預設的速度移動時，壓頭會 於待測表面留下刮痕(如下圖所示)。於下壓過程 中，若施加在壓頭的載荷為一恆定值，可測試材 料刮痕硬度或是抗刮能力;若施加在壓頭的載 荷逐漸增加，並於此過程中同時記錄正向作用 力與磨擦力、下壓深度，以及聲波訊號的變化， 則可用來了解材料的附著能力。一般而言，在低 載荷作用下，塗層可以抵抗載荷而呈現完好狀 態，然而，隨著載荷增加，材料受到的應力隨之 增加。當材料到達臨界載荷(Critical load，Lc) 時，會於該處觀察到塗層產生裂紋、變形、破裂 等失效模式。最終，塗層會在更大的載荷作用下 開始脫落。
在先進異質整合封裝的產品技術開發階段，除了前 述的材料分析技術之外，宜特科技實驗室也有提供相關 Underfill改善空隙發生的製程技術，以及採用四點探針 彎曲測試金屬與介電材料間附著力的多年經驗;不但能 輔助提供材料的機械性質外，還可搭配相關的熱性質、 可 靠 度、壽 命 測 試 等，以 完 成 產 品 的 所 有 驗 證。一 旦 經 過高溫、高濕、或震動測試後才導致故障失效，就需要找 出並探究產品故障的因子，作為材料微調或製程改善的 依 據。因 此，如 果 想 要 縮 短 產 品 開 發 的 時 程，節 省 設 備 成本的耗費，宜特科技具有全方位完整的解決方案，能 夠提供以上各種相關材料分析、可靠度驗證、故障分析 的服務，以滿足
動態剪切流變儀實驗原理
刮痕測試儀實驗原理
客戶所要的規格 與需求。
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刮痕測試儀原理示意圖。
(來源:Anton Paar)
www.eettaiwan.com | 2022年8月
(本文由宜特科技提供)