随着集成电路技术的不断发展,微电子封装技术也朝着微小化、高密度和高复杂度发展,封装器件结构越来越复杂,随之产生的可靠性问题也日益凸显。其中芯片贴装一般采用基板+互连材料+芯片的结构,互连材料与基板的界面结合强度直接影响电子元器件的服役性能。为提高其界面结合强度,对基板表面进行修饰是一个可行性方案。本文以铝基板与环氧树脂界面粘接强度为基础,利用激光加工微槽对铝基板表面进行修饰,探索激光加工参数对铝基板表面形貌、铝基板与环氧树脂粘接强度的影响规律。1、研究激光加工表面微槽对铝基板表面形貌的影响。分析激光功率密度、扫描间距和扫描次数对铝基板表面形貌、粗糙度、表面面积增加比及微槽几何形貌特征的影响规律。结果显示:粗糙度Ra、表面面积增加比Sdr、微槽实际深度H及微槽实际宽度D随着功率密度的增加而增加。当功率密度I=1.83×103W/mm2时,微槽内部形成的形貌比较平滑;当功率密度I=3.66～9.15×103W/mm2时,随着功率密度的增加,微槽内部孔隙特征明显。扫描间距从L=50μm增加到L=100μm时,凸起高度h降低,粗糙度Ra和表面面积增加比Sdr下降速度较快。粗糙度Ra和表面面积增加比Sdr随着扫描次数的增加而增加,微槽实际深度H随着扫描次数的增加而增加,微槽实际宽度D随着扫描次数的增加而减小。当扫描次数N=3时,微槽深度d较大,溅射物大多堆积在微槽侧面。2、研究激光加工表面微槽对铝基板粘接强度的影响。根据准静态剪切测试标准测量试样件的粘接强度,结合铝基板接头断面的宏观特征、微观特征和界面的失效模式,研究激光功率密度、扫描间距和扫描次数对铝基板粘接强度的影响规律。结果显示:未处理铝基板的粘接强度σ=5.41MPa,接头断面发生界面失效,激光加工微槽后,粘接强度至少提高88%,微槽内部倾向于发生内聚失效。当功率密度I=5.49×103W/mm2、扫描间距L=50μm、扫描次数N=1时,粘接强度最大为σ=27.02MPa。接头断面的主要微观区域特征有3种类型,类型E:全部发生内聚失效;类型C:微槽内部发生内聚失效,铝基板表面部分发生内聚失效,部分发生界面失效;类型B:微槽内部发生内聚失效,铝基板表面发生界面失效。接头断面的主要微观区域特征从类型B向类型C再向类型E的转变中,内聚失效的面积增加,有利于提高铝基板的粘接强度。3、研究铝基板表面形貌对粘接强度的影响。分析粗糙度Ra和表面面积增加比Sdr对粘接强度的影响规律,建立微槽实际深度占比δH和微槽实际宽度占比δD与粘接强度、接头断面微观区域类型的关系。结果显示:微槽结构完全覆盖粘接区域时,粘接强度最大为σ=27.02MPa,接头断面主要微观区域特征为全部发生内聚失效。微槽结构未完全覆盖粘接区域时,粘接强度随着粗糙度Ra、表面面积增加比Sdr、微槽实际深度占比δH及微槽实际宽度占比δD的增加总体呈增加趋势。当微槽实际高度H>25μm,微槽实际深度占比δH>0.20,微槽实际宽度占比δD>0.30时,接头断面主要微观区域类型为C类型,可以获得较为优异的粘接强度。