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摘要:近年來，伴隨電子產(chǎn)品持續(xù)向多功能化和微小型化趨勢發(fā)展，電子封裝微互連（特別是微互連焊點）中的電遷移問題越來越突出，成為備受關(guān)注的電子產(chǎn)品關(guān)鍵可靠性問題之一。電遷移通常是在較高的電流密度作用下，焊點內(nèi)部原子或離子隨電子發(fā)生遷移，導(dǎo)致界面金屬間化合物形成或分解而出現(xiàn)丘凸或空洞等缺陷的現(xiàn)象，這可能直接會使焊點的功能退化而造成電子產(chǎn)品提前失效。 本研究采用高純度Sn絲（99.99%）、Ag顆粒（99.95％）和無氧純Cu絲（99.95％）熔煉制備Sn-xAg-0.7Cu無鉛釬料，并設(shè)計制作“V”型夾具，制備了一系列Cu/Solder/Cu“三明治”結(jié)構(gòu)微尺度焊點。同時，采用基于動態(tài)力學(xué)分析儀（DMA）的微拉伸與振動疲勞等精密力學(xué)實驗，以及基于光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡（SEM）對顯微組織、斷口形貌的觀察與分析，深入探討了電遷移溫度、電流密度、通電時間以及Ag含量對低銀無鉛微焊點的界面演變與顯微組織、強度退化的影響規(guī)律。得到的主要結(jié)論如下： （1）隨著Ag含量的增加，微焊點的抗拉強度增加，主要原因是Ag含量越高，在釬料基體中形成的彌散分布的Ag3Sn細(xì)小顆粒越多； （2）電遷移導(dǎo)致了微焊點的抗拉強度顯著降低，并且隨著電流密度或通電時間的增加，微焊點的抗拉強度均呈現(xiàn)下降趨勢； （3）電遷移加速了高溫振動疲勞斷裂過程，改變了微焊點振動疲勞斷裂模式，大大降低了微焊點的振動疲勞壽命。 關(guān)鍵詞：電遷移 微尺度焊點 無鉛釬料 微拉伸 振動疲勞
目錄 摘要 ABSTRACT 1 緒論-1 1.1無鉛化電子封裝的現(xiàn)狀-1 1.1.1 電子封裝無鉛化問題-1 1.1.2 無鉛釬料的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀-1 1.2 電子封裝用低銀無鉛釬料-2 1.3 電子封裝的電遷移可靠性問題-3 1.3.1 電子封裝互連中的電遷移-3 1.3.2 電遷移的影響因素及改善方法-4 1.4 本課題的目的及意義-4 2 實驗材料、儀器與方法-5 2.1 實驗材料-5 2.2實驗儀器和設(shè)備-6 2.3 實驗準(zhǔn)備與實驗方法-7 2.3.1 電遷移與微拉伸試樣制備-7 2.3.2 實驗設(shè)計-8 2.3.3 電遷移實驗-9 2.3.4 微拉伸實驗-9 2.3.5 振動疲勞實驗-9 3 實驗數(shù)據(jù)分析及結(jié)果討論-10 3.1 電遷移現(xiàn)象及界面IMC演化-10 3.2 力學(xué)性能測試與斷口形貌分析-12 3.2.1 微拉伸實驗分析-12 3.2.2 振動疲勞實驗分析-16 4 結(jié) 論-19 參考文獻(xiàn)-20 致 謝-23 |
