2002 Fiscal Year Annual Research Report
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12650719
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| Research Institution | Himeji Institute of Technology |
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Principal Investigator |
瀬尾 健二 姫路工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70047603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日下 正広 姫路工業大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40244686)
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| Keywords | LSI素子 / 異方導電性接着剤 / フリップチップ / マイクロ接合 / 熱応力 / 有限要素法 / エネルギ解放率 / はく離 |
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| Research Abstract |
異方導電性接着剤を用いた高密度素子接合部の接合安定性を熱疲労破壊の面から定量的に解明することを目的とし、異方導電性接着剤を用いてLSIチップを回路基板にフリップチップ接合を行った実装接合部を対象に、接合部に生じる熱応力によるはく離発生・伝播に関して理論解析を行うとともに、樹脂部残留応力の超音波顕微鏡による測定の可能性を検討し以下の成果を得た。
1.昨年度の研究に引き続き板厚0.5mm、大きさ14mm正方形シリコンチップを実装したモデルについて、135℃の温度変化に対応する有限要素熱応力解析を行った。金バンプと銅電極の間の圧縮応力は150MPa以上となり冷却時の接合安定性は確保できる。しかし実際には金バンプは塑性変形し、この塑性変形が大きいと、次の温度上昇時に金バンプと銅電極間に圧縮応力が確保できなくなり接合部の信頼性が失われることが明らかになった。
2.シリコンチップと金バンプの角部にある接着層には非常に大きな引張応力が発生する。特にその値は最外部にある金バンプの角部で最大となり、この部分からシリコンチップと接着層の間ではく離が生じる。この部分のエネルギ解放率を有限要素法で計算した。金バンプが塑性変形した場合は得られるエネルギー解放率は小さくなり、信頼性は向上する。このことより実際の素子接合部の接合安定性を向上するためには金バンプの塑性変形量をいかに適当な量とするかが重要となる。
3.超音波顕微鏡を用いて漏洩クーピング波速度から樹脂内に生じている残留応力を評価する方法を提案した。そしてこれを用いることにより導電性接着剤を用いたLSI素子接合部に生じる残留応力を推定出来る可能性を見いだした。これは今後の接合安定性の検討に大きく寄与できる。
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[Publications] 瀬尾健二, 日下正広, 木村真晃, 安 圭栢: "異方導電性接着剤を用いた素子接合部の接合安定性"溶接学会全国大会講演概要. 第71集. 108-109 (2002)
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[Publications] 日下正広, 瀬尾健二, 木村真晃, 大坪健二: "Basic Research on Stress Evaluation of Resin Packaged Electron Device by Acoustic Microscope"8th Symposiumu on "Microjoining and Assemmnbly Technology in Electronics" 2002. 515-520 (2002)
