Charakterisierung des feuchteinduzierten Schwellverhaltens von mikroelektronisch relevanten Werkstoffsystemen

Abstract:
Mit zunehmender Miniaturisierung von mikroelektronischen Bauelementen wird das Verständnis für das Eindringen der Feuchte in dem jeweiligen Werkstoff und an den Grenzflächen von entsprechenden Werkstoffverbunden immer wichtiger. Schaut man sich die zukünftigen Packages-Entwicklungen im Detail an, so ist leicht zu erkennen, dass die Grenzflächen zwischen den unterschiedlichen Werkstoffen mit ansteigender Integrationsdichte gegenüber dem Bulkmaterial dominieren. Dieses Wissen ist für die Zuverlässigkeitsbewertung von entsprechend hochintegrativen Baugruppen sehr bedeutungsvoll, da die absorbierte Feuchte die Werkstoffeigenschaften verändern kann. In diesem Beitrag werden experimentelle Methoden vorgestellt, die zum einen das Feuchteabsorptions- und - desorptionsverhalten und zum anderen das Feuchtequellverhalten erfassen können. Hierzu wird eine weiter entwickelte Messapparatur vorgestellt, die das feuchteinduzierte Schwellverhalten in-situ erfassen kann. Erste Ergebnisse zeigen, dass an ausgewählten Polymerwerkstoffen das feuchteinduzierte Schwellverhalten sich ein wenig von dem Sorptionsverhalten unterscheidet. Als Ursachen können dehnungsrelevante Relaxationsvorgänge im Polymer herangezogen werden. Mit diesen experimentellen Ergebnissen soll dann das Feuchtediffusionsverhalten an der Grenzfläche beschrieben werden.