發(fā)布時(shí)間：2019-11-09 02:41

【摘要】：現(xiàn)如今,電子產(chǎn)品向著微型化且多功能化方向發(fā)展,使封裝密度不斷提高,互連焊點(diǎn)尺寸變得越來越小,這使得單個(gè)焊點(diǎn)所承載的電流密度和焊點(diǎn)的服役溫度與日俱增,從而帶來了更多的可靠性問題。在相關(guān)研究中,電遷移現(xiàn)象與熱疲勞失效一直是可靠性研究的重點(diǎn),本課題就是在此背景下研究多晶焊點(diǎn)在電遷移與熱循環(huán)中的微觀組織演變。本實(shí)驗(yàn)利用絲網(wǎng)印刷與回流焊技術(shù),通過控制回流溫度,制備出尺寸均勻的Sn3.0Ag0.5Cu多晶焊點(diǎn),并對其進(jìn)行電遷移與熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)。利用掃描電子顯微鏡(SEM)與電子背散射衍射分析技術(shù)(EBSD),分析觀察多晶焊點(diǎn)在電遷移與熱循環(huán)前后的微觀組織與晶體結(jié)構(gòu)變化。多晶焊點(diǎn)的電遷移實(shí)驗(yàn)是在電流2.5A、恒溫150℃條件下進(jìn)行。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)Sn3.0Ag0.5Cu多晶焊點(diǎn)中在電流出入口處存在電流塞積,且陰陽極有極性效應(yīng)出現(xiàn),這些導(dǎo)致了在焊點(diǎn)的陰極容易形成空洞和裂紋,同時(shí)造成化合物及Ni層的溶解,并且使得陽極界面化合物更厚。但是與一個(gè)及幾個(gè)晶粒的焊點(diǎn)不同的是,多晶焊點(diǎn)中的晶粒尺寸小,晶粒數(shù)目多,晶體取向差大且取向隨機(jī)分布,焊點(diǎn)表現(xiàn)出各向同性,導(dǎo)致Cu原子的擴(kuò)散不存在“優(yōu)取向”與“差取向”,長時(shí)間通電后多晶焊點(diǎn)中的化合物長大并不明顯,且未出現(xiàn)化合物的長程遷移,電遷移受到了明顯的抑制。熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)在-40℃至125℃的條件下進(jìn)行,多晶焊點(diǎn)在熱循環(huán)中發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象且晶粒變得更加細(xì)小,再結(jié)晶形成的晶界為大角度晶界,焊點(diǎn)中的裂紋發(fā)生在再結(jié)晶區(qū)域,循環(huán)2000周期后的焊點(diǎn)在氧化鋁陶瓷界面發(fā)生斷裂。熱循環(huán)過程中界面IMC的生長除受到溫度控制外,還要考慮到高低溫停留時(shí)間、升降溫過程及應(yīng)力應(yīng)變的影響,導(dǎo)致IMC生長速率慢于等溫時(shí)效中的IMC生長速率。多晶焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度隨著熱循環(huán)時(shí)間的推移而下降,斷裂形式由初始的韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變,同時(shí)由于Cu原子的擴(kuò)散導(dǎo)致Ni與Cu界面結(jié)合力減弱,在剪切試驗(yàn)時(shí)發(fā)生界面分離。
【圖文】：

圖 1-1 電流及無電流作用下原子的擴(kuò)散能量圖[7]stein equation[12,13]可以將 M 改寫為 = 子擴(kuò)散系數(shù)；爾茲曼常數(shù)；

倒裝互連焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN05

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2558197