微觀組織和晶粒取向對無鉛釬料焊點可靠性的影響.pdf

1、芯片封裝中的焊點不僅起著保護芯片的作用，而且還起著使芯片和外部電路形成電氣連接的作用。隨著集成電路技術的發(fā)展，芯片的封裝形式也在不斷的改進，倒裝芯片互連技術已經(jīng)成為芯片封裝的一種主要方式。隨著電子元器件的小型化和高密度化，焊點所承受的電流密度越來越大，當電流密度達到一定的數(shù)值，焊點內(nèi)部將出現(xiàn)電遷移。電遷移會導致化合物遷移和裂紋的生成，這些都會影響焊點的壽命。由于電流密度過大，會在焊點內(nèi)部產(chǎn)生較高的焦耳熱使焊點溫度升高，隨著時間的延長，高

2、溫會導致焊點界面化合物變厚，同時也會使Ag3Sn粗化，從而使焊點的脆性變大。
　　本文首先設計了倒裝芯片結構，采用300μm的SAC305焊球進行互連。同時本文搭建了回流焊實驗平臺和電遷移實驗平臺，為倒裝芯片互連結構的焊接和電遷移方面的研究提供了設備保證。
　　對芯片互連結構通大電流使焊點熔化，然后將電流調(diào)小，使焊點在通直流電的情況下重新凝固，研究了電流對焊點的凝固過程的影響。對單晶焊點進行電遷移實驗，發(fā)現(xiàn)單晶焊點的化合物遷

3、移主要受Sn晶粒取向控制，Cu原子和Ni原子沿著Sn晶粒的c軸的擴散速率遠遠大于a軸和b軸。隨著通電時間的增加，焊點的晶粒會發(fā)生轉動現(xiàn)象，這是由空位濃度差產(chǎn)生的扭矩導致的。
　　對倒裝焊點進行老化實驗，焊點在老化過程中，界面化合物(Cu,Ni)6Sn5會變厚，隨著時間的延長，焊點內(nèi)部的Ag3Sn顆粒會粗化，并且在晶界處形成網(wǎng)狀組織。對老化后的試樣進行電遷移實驗，相比原始試樣的電遷移現(xiàn)象，老化后焊點的化合物遷移變得更少。這是因為在老