T-JSSIA 0001-2024 光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬界面結(jié)合力的評(píng)價(jià)方法

JSSIAEvaluationmethodforinterfacialadhesionbetweenphotosensitivepoI 2 2 5 6 7本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件起草單位：華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司、中國(guó)科學(xué)院微電子研究所、工業(yè)和信息化部電子第五研究所、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所、通富微電子股份有限公司、蘇州晶方半導(dǎo)體科技股份有限公司、華天科技（昆山）電子有限公司、國(guó)家集成電路封測(cè)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)本文件主要起草人：曹立強(qiáng)、王啟東、孫鵬、蘇梅英、趙靜毅、陳思、吉勇、帥喆、李晨、孫向1光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬界面結(jié)合力的評(píng)價(jià)方法本文件規(guī)定了晶圓/板級(jí)扇出型封裝、晶圓級(jí)封裝中光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬界面結(jié)合力的試驗(yàn)方法，包括試驗(yàn)樣件、試驗(yàn)設(shè)備、界面測(cè)試方法本文件適用于晶圓/板級(jí)扇出型封裝、晶圓級(jí)封裝中光敏下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適采用重布線層將電路從晶圓上裸芯片的金屬焊盤(pán)扇出到金屬焊球，且部分互連線路超出芯片邊緣采用重布線層將電路從非硅載板上裸芯片的金屬焊盤(pán)扇出到金屬焊球，且部分互連線路超出芯片光敏介質(zhì)薄膜是一類(lèi)在高分子鏈上兼有亞胺環(huán)以及光敏基因，集優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的力學(xué)性能、化學(xué)和感光性能的有機(jī)材料，在電子領(lǐng)域主要兼光刻膠及電子封裝兩大作用，主要用于裸芯片保作用在界面單位面積上，使薄膜與金屬層從界面結(jié)合態(tài)分離剪切試驗(yàn)時(shí)，推刀底部到襯底金屬薄膜上表面的距離為剪切界面粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)中施加于試樣上致使界面開(kāi)裂時(shí)所對(duì)應(yīng)的4測(cè)試原理2沿著光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬結(jié)合面的垂直方向、水平方向?qū)υ嚇邮┘恿d荷，在介質(zhì)薄膜與金屬界面處產(chǎn)生均勻的拉伸和剪切應(yīng)力，連續(xù)地施加逐漸增大的載荷，直至薄膜與金屬層界面分離。通過(guò)計(jì)算薄膜與金屬層界面分離的斷裂載荷與粘接面積的比值，得出光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬界面的結(jié)5.1拉伸試驗(yàn)設(shè)備參考GB/T16491-2022標(biāo)準(zhǔn)，拉伸試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)3)能獲得恒定的試驗(yàn)速度，試驗(yàn)速度不應(yīng)超過(guò)0.5mm/min，加卸力應(yīng)平穩(wěn)、無(wú)振動(dòng)、無(wú)沖5.2剪切試驗(yàn)設(shè)備1)提供高精度的推力測(cè)試功能，推力測(cè)2)推力測(cè)試模組采用氣浮式觸底設(shè)計(jì)，推力測(cè)試時(shí)推刀觸底力(Landin5)為了模擬靜態(tài)條件且獲得恒定的試驗(yàn)速度，試驗(yàn)速度不應(yīng)超過(guò)0.1mm/min，加卸力應(yīng)平光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬界面拉伸試樣包括硅載板（Si）、氧化層薄膜（SiO2）、光敏介質(zhì)薄膜（PSPI）、物理氣相沉積（PVD）種子層（CuPVD/TiPVD）與3AB度CDEFGABC5DEF4G注2：*表示金屬層包括種子層、電鍍銅層和電鍍鈦層。試樣1與2區(qū)別在于界面類(lèi)型，試驗(yàn)1界Cu/CuPVD/TiPVD/PI,試驗(yàn)2界面為PI/E光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬界面剪切試樣包括：硅載板、物理氣相沉積種子層與電鍍Cu層、正方形ABCDFABCDEF5對(duì)拉伸試樣進(jìn)行銷(xiāo)釘焊接或粘接，光學(xué)檢查測(cè)試樣品銷(xiāo)釘界面是否完整，且無(wú)其他污染。若有缺圖6為拉伸試驗(yàn)示意圖，將試樣固定在試驗(yàn)設(shè)備的夾具中。拉伸測(cè)試時(shí)保證拉力方向與被測(cè)界面垂直。設(shè)置最大載荷與位移速率，沿著薄膜與金屬結(jié)合面的垂直方向連續(xù)施加并逐漸增大拉力，直至6圖7為剪切試驗(yàn)示意圖，將試樣固定在試驗(yàn)設(shè)備的夾具中。剪切測(cè)試是沿著薄膜與金屬層結(jié)合面的水平方向上連續(xù)施加并逐漸增加推力，直至薄膜與金屬層界面分離。對(duì)微米級(jí)厚度的光敏介質(zhì)薄膜，記錄薄膜與金屬層界面分離時(shí)的拉力、推力，以及拉伸測(cè)試或剪切測(cè)試時(shí)光敏介質(zhì)薄膜與互連金光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬界面結(jié)合力可分別用拉伸強(qiáng)度σ、剪切強(qiáng)度τ表示，計(jì)算公式分別如下：）；τ—剪切試驗(yàn)時(shí)的界面斷裂強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa）；S1—拉伸測(cè)試時(shí)，光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬S2—剪切測(cè)試時(shí)，光敏介質(zhì)薄膜與互連金屬對(duì)同一批樣品試驗(yàn)數(shù)據(jù)（即界面結(jié)合力）進(jìn)行2)分析數(shù)據(jù)分布特征，包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、異常3)根據(jù)四分位距數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法剔除異常值，取有效樣本的平均是粘接膠失敗