在全球信息化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的今天,集成電路中元器件的數(shù)目以超出摩爾定律的速度快速增長(zhǎng),以滿足電子產(chǎn)品小型化及多功能化的特點(diǎn)。電子產(chǎn)品封裝密度的不斷提高及元器件尺寸的減少,使得封裝系統(tǒng)中的重要組成部分——互連焊點(diǎn)在服役過(guò)程承受過(guò)高的電流密度及焦耳熱作用,加速焊點(diǎn)電遷移現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此,電遷移成為焊點(diǎn)重要的可靠性問(wèn)題。釬料復(fù)合的方式是提高焊點(diǎn)綜合可靠性的有效方法之一,在釬料基體中加入Cu₆Sn₅增強(qiáng)相能夠有效提高焊點(diǎn)的力學(xué)性能,因此選用Cu₆Sn₅作為增強(qiáng)相以提高焊點(diǎn)電遷移可靠性。探究Cu₆Sn₅增強(qiáng)相對(duì)焊點(diǎn)電遷移行為的抑制機(jī)理為本論文的研究重點(diǎn)之一,能夠?yàn)楹更c(diǎn)電遷移可靠性的提高提出有效方法。另外,由于無(wú)鉛互連焊點(diǎn)中Sn為主要成分,Sn的各向異性對(duì)焊點(diǎn)的電遷移行為產(chǎn)生了重要的影響,然而Sn晶體取向的影響作用卻往往被忽視。因此,系統(tǒng)的研究Sn晶體取向?qū)?fù)合釬料焊點(diǎn)電遷移行為影響及影響機(jī)理為本論文的另一研究重點(diǎn),為更好地理解Sn晶體取向?qū)更c(diǎn)電遷移行為的影響奠定了理論...

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 無(wú)鉛焊點(diǎn)各向異性的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Sn晶粒的各向異性
        1.2.2 焊點(diǎn)各向異性對(duì)可靠性的影響
    1.3 電遷移的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 電遷移及其抑制方法
        1.3.2 Sn晶體取向?qū)更c(diǎn)電遷移行為的影響
    1.4 復(fù)合釬料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 復(fù)合釬料及其焊點(diǎn)力學(xué)性能
        1.4.2 復(fù)合釬料焊點(diǎn)的電遷移可靠性
        1.4.3 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)復(fù)合釬料焊點(diǎn)的可靠性研究
    1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及樣品結(jié)構(gòu)
        2.1.1 材料選擇
        2.1.2 樣品結(jié)構(gòu)
    2.2 樣品制備
        2.2.1 復(fù)合釬料制備
        2.2.2 焊點(diǎn)制備
    2.3 電遷移實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 微觀組織演變
        2.3.2 壽命測(cè)評(píng)
    2.4 表征方法
第3章 Sn晶體取向?qū)u₆Sn₅ 增強(qiáng)Sn3.5Ag釬料焊點(diǎn)電遷移行為影響研究
    3.1 Sn晶體取向的確定
    3.2 Sn晶體c軸軸向?qū)更c(diǎn)電遷移行為的影響
    3.3 電遷移過(guò)程中Sn晶體c軸軸向?qū)更c(diǎn)表面的影響
    3.4 電遷移過(guò)程中Sn晶體c軸軸向?qū)更c(diǎn)內(nèi)部的影響
    3.5 Sn晶體取向?qū)MC擠出形貌的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 Sn晶體c軸與電流方向夾角對(duì)Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)Sn3.5Ag釬料焊點(diǎn)電遷移行為影響研究
    4.1 Sn晶體θ角對(duì)正向觀察面微觀組織的影響
    4.2 正向觀察面不同θ角與對(duì)IMC生長(zhǎng)規(guī)律的影響
        4.2.1 不同θ角對(duì)正極基板處IMC層厚度的影響規(guī)律
        4.2.2 不同θ角對(duì)釬料基體內(nèi)IMC面積的影響規(guī)律
        4.2.3 不同θ角與Cu擴(kuò)散系數(shù)的影響關(guān)系
    4.3 Sn晶體θ角對(duì)反向觀察面微觀組織的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相對(duì)Sn3.5Ag釬料焊點(diǎn)電遷移行為影響研究
    5.1 正向觀察面Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相對(duì)焊點(diǎn)微觀組織的影響
    5.2 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相對(duì)IMC生長(zhǎng)行為的影響
        5.2.1 不同θ角對(duì)正極基板處IMC層厚度的影響規(guī)律
        5.2.2 不同θ角對(duì)釬料基體內(nèi)IMC面積的影響規(guī)律
    5.3 反向觀察面Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相對(duì)焊點(diǎn)微觀組織的影響
    5.4 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相對(duì)焊點(diǎn)電遷移壽命的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相對(duì)Sn3.5Ag釬料焊點(diǎn)電遷移行為的緩解機(jī)理
    6.1 釬料基體中IMC的初始生長(zhǎng)行為
    6.2 釬料基體中IMC相界面演變對(duì)電遷移的抑制作用
        6.2.1 電遷移前的IMC/Sn相界面
        6.2.2 電遷移初期的IMC/Sn相界面
        6.2.3 電遷移后期的IMC/Sn相界面
    6.3 Cu₆Sn₅ 晶體結(jié)構(gòu)對(duì)焊點(diǎn)電遷移的緩解作用
    6.4 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相提高焊點(diǎn)電遷移可靠性的作用機(jī)理
        6.4.1 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相阻礙Cu原子擴(kuò)散作用機(jī)理
        6.4.2 Cu₆Sn₅ 增強(qiáng)相吸收Cu原子作用機(jī)理
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：4016872