高分子薄膜與銅界面脫層之成長分析

Abstract

現今電子封裝產業利用多層互連結構，提高電子元件中積體電路的密度，以滿足產品輕薄化的需求，在此趨勢下，相異材料界面因為熱膨脹係數不匹配產生脫層的現象，成為關鍵的失效原因之一，其中高分子薄膜作為介電層的使用廣泛，彰顯了高分子與金屬界面可靠度的重要，本研究將以高分子薄膜與銅薄膜為目標界面，在破壞力學的理論基礎上對界面脫層進行分析。 本研究針對高分子薄膜與銅界面的分析可分為三個主題：界面破壞韌性量測、疲勞脫層特性分析以及界面脫層驅動力。透過四點彎矩破壞實驗，量測高分子與銅界面的混和模式破壞韌性，分析不同高分子介電材與銅界面強度差異，考慮清潔製程與高溫高濕環境老化對介面強度的影響。疲勞脫層特性則利用對雙懸臂樑施加模式一循環負載的實驗求取，量測得高溫高濕環境老化的高分子與銅界面之疲勞特性曲線。同時利用虛擬裂紋閉合法搭配1/4奇異有限元素，針對高分子與銅界面的側壁裂紋進行脫層驅動力模擬，結果發現側壁裂紋的上下尖端具有相同的應變能釋放率，藉由重佈層金屬間距、裂紋長度與破壞力學參數的關係，配合量測所得之界面破壞韌性及疲勞脫層成長特性，可有根據地評估側壁裂紋的成長趨勢。

Date of Award	2016 Aug 8
Original language	Chinese
Supervisor	Tz-Cheng Chiu (Supervisor)