09/24/2014
No.0045 チップスタック型SiPパッケージの熱物性・構造解析
エレクトロニクス関連機器の高機能化・高容量化に伴い、高密度実装が可能なチップスタック型SiP (System in Package) の採用が進んでいる。この場合、WLP (Wafer Level Package) および3Dパッケージ等で用いられる DAF (Die Attach Film) やその周辺部材の物性・構造等を把握しておくことは、デバイスの信頼性を確保する上で重要である。 ここでは、4層のSiPについて、DAF層および周辺部材の厚み方向の精密熱膨張率測定・各層の弾性率測定、またDAF層近傍の深さ方向の官能基分析結果を紹介する。
断面写真
| 熱膨張率 (レーザ干渉法) |  | 弾性率 (ナノインデンテーション法) |
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| 約15～20 μm の厚み方向の熱膨張係数(サブμmから数μm程度の厚み変化量)がわかる。 | | 各層の弾性率が相違すること、荷重vs押しこみ深さ線図から弾性率以外に塑性変形能も異なることがわかる。 |
| DAFは周辺部材に比べ、熱膨張係数は1桁以上大きく、弾性率は約1/5～1/10である。このような熱膨張係数や弾性率のミスマッチは、部材ごとの応力状態の相違(応力分布・集中)を招き、剥離等の不良発生要因の一つになり得る。 |
官能基分析 (研磨FT-IR-ATR)
研磨と分析を繰り返すことで、各層の深さ方向の分布や界面近傍の測定することが可能。
本結果から、各層の構成材料は以下と推定。
・ | 層構成 | DAF、接着層、酸化膜の3層から構成 |
・ | DAF組成(10 μm) | ポリエーテルイミド、ビスフェノール系エポキシ樹脂、シリカ(フィラー) |
・ | 接着層(5 μm) | ビスフェノール系エポキシ樹脂ケイ酸塩など |
・ | 酸化膜層(2～3 μm) | ケイ酸塩など |