聚酰亚胺对聚酰亚胺/铜复合材料热应力影响研究

"聚酰亚胺对聚酰亚胺/铜厚膜复合材料热应力演变的影响" 在电子封装领域，特别是晶圆级封装（WLP）中，聚酰亚胺（PI）/铜复合厚膜是一种重要的材料。由于其在高温处理过程中的热应力问题，这些材料常常会导致缺陷，如空隙、分层、裂纹和晶圆翘曲。标题和描述中探讨的核心议题是聚酰亚胺如何影响铜薄膜的热应力演变，并且这一现象对于理解材料性能和优化封装工艺至关重要。 传统的刚性衬底/铜/钝化系统与PI/Cu复合材料相比，存在明显的差异。PI对铜施加的边界约束不同，导致了独特的应力演化模式。研究中构造了五组不同条件的复合材料，通过热循环下的原位晶圆翘曲测量方法，研究人员能够深入观察PI对Cu薄膜热应力变化的影响。这项实验结合了有限元分析，揭示了一个出乎意料的结果：尽管PI的存在确实可以降低铜薄膜中的应力，但这反而加剧了在室温下的晶圆翘曲问题。 根据实验结果，由基材/PI/Cu组成的复合材料在热循环过程中表现出适度的压缩应力状态。另一方面，裸露的PI膜在高温下经历完全应力松弛，显示出铜和PI之间存在相互抑制应力松弛的现象。这意味着在评估聚合物金属复合材料厚膜中的应力分布时，必须考虑两者之间的相互作用。 这一发现强调了在设计和使用PI/Cu复合材料时，需要充分理解材料间的相互影响，以便更好地控制和管理热应力，从而减少封装过程中的缺陷和性能问题。未来的研究可能需要进一步探索优化材料组合，以改善热稳定性和机械性能，这对于满足不断发展的微电子封装技术的要求至关重要。 聚酰亚胺对聚酰亚胺/铜复合材料的热应力演变具有显著影响，这种影响并非单一的应力降低效应，而是通过复杂的相互作用改变了材料的整体性能，特别是在晶圆翘曲这一关键指标上。这为电子封装领域的材料设计和工艺优化提供了新的视角和挑战。