【摘要】：目前主流無鉛焊點一般以錫基為主,其中β-Sn的含量通常占無鉛焊料合金成分的95%(質(zhì)量分數(shù))以上,因而導(dǎo)致β-Sn本身的性質(zhì)在很大程度上決定了無鉛互連焊點的性能和可靠性�；讦�-Sn的晶粒結(jié)構(gòu)對電遷移作用下SAC305無鉛互連焊點壽命以及失效形式進行了研究,主要工作和結(jié)果如下:(1)搭建無鉛互連焊點的電遷移實驗平臺,對自行設(shè)計的BGA封裝試樣進行恒溫下的電遷移加速實驗,并使用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)以及電子背散射衍射(EBSD),對無鉛互連焊點內(nèi)Sn晶粒結(jié)構(gòu)進行觀察和表征,分析探究其對無鉛互連焊點電遷移失效過程的影響。(2)通過對焊點晶粒結(jié)構(gòu)統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)焊點內(nèi)所含晶粒數(shù)量是有限的,通常為1~2個;通過對試樣進行電遷移加速實驗,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)為Cu/SAC305/Cu(Ni)的單晶粒結(jié)構(gòu)焊點β-Sn晶粒取向是焊點出現(xiàn)不同失效模式以及不同的IMC擴展方式的決定性因素。Sn晶粒的c軸方向和電子流動方向形成的夾角較大接近90°時,焊點失效過程表現(xiàn)為陰極界面產(chǎn)生空洞并擴展成裂紋擴展;當Sn晶粒c軸風(fēng)向和電子流動方向近乎平行時,焊點失效過程表現(xiàn)為陰極焊盤的快速溶解,向陽極擴散最終導(dǎo)致大量金屬間化合物在晶界處析出。(3)基于有限元分析軟件,考慮焊點不同晶粒結(jié)構(gòu),采用原子密度積分法(ADI)對SAC305焊點進行電遷移失效過程的仿真分析;采用Bunge歐拉角(_1?,Φ,?_2)來表征晶體的取向,結(jié)果表明單晶粒結(jié)構(gòu)焊點正則化原子密度及其焊點失效壽命在很大程度上取決于晶體取向(特別是Φ角,即晶體c軸取向與電流方向的夾角,該角度表征了β-Sn晶粒繞c軸的旋轉(zhuǎn))。具有60°取向差角化的雙晶粒結(jié)構(gòu)的焊點,電流方向相對于晶界的相對位置會影響焊點內(nèi)原子密度的分布。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG40
【圖文】：

圖 1-1 三級微電子封裝示意圖如圖 1-2 是電子風(fēng)力驅(qū)動作用示意圖。電子在電場的作用下沿著電子流方向運的同時高速流動的電子會撞擊合金焊料中的金屬原子，原子被撞擊離開原本的空穴。圖 1-2 所示windF 代表與電子運動風(fēng)向同向的電子風(fēng)力；directF 代表電場直金屬原子而產(chǎn)生的力，其方向與電子流動的方向相反。

圖 1-1 三級微電子封裝示意圖圖 1-2 是電子風(fēng)力驅(qū)動作用示意圖。電子在電場的作用下沿著電子流方向同時高速流動的電子會撞擊合金焊料中的金屬原子，原子被撞擊離開原本穴。圖 1-2 所示windF 代表與電子運動風(fēng)向同向的電子風(fēng)力；directF 代表電場屬原子而產(chǎn)生的力，其方向與電子流動的方向相反。

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本文編號：2721714