焊锡接点IMC层拉伸强度与断裂模式实验研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:sisi200713
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在微电子封装中,焊锡接点互连不仅用于芯片级的倒装芯片(FC)封装技术,而且广泛用于电路板级封装的球栅阵列(BGA)封装技术。焊锡接点的可靠性直接影响微电子产品的可靠性,而焊点界面结合力的强弱很大程度上取决于焊接过程中焊料和焊盘表面冶金反应所生成的金属间化合物(IMC),因此,焊点界面IMC层的研究一直是电子产品封装可靠性研究的重要课题。制作了Cu/IMC/solder/IMC/Cu结构的焊锡接点拉伸试样,对试样进行了0h,72h,168h,288h,500h,1000h的150℃恒温时效处理,并对时效后试样的Cu基板与Sn3.0Ag0.5Cu焊料界面进行了金相观察,主要分析了金属间化合物IMC在时效过程中形貌、厚度、粗糙度随时效时间的变化,测量了各时效时间的IMC厚度和粗糙度,并拟合出了IMC生长的厚度与时效时间的关系。采用Instron5948微拉伸试验机对试样进行了准静态拉伸实验分析,得出了各时效时间的焊锡接点试样界面的拉伸强度,分析了拉伸强度随时效时间的变化,并分析了IMC的厚度和粗糙度对焊锡接点试样界面拉伸强度的影响。发现时效时间1000h内,IMC粗糙度对界面的拉伸强度影响较大。利用光学显微镜和扫描电镜对断后的焊锡接点试样进行了断口分析,分析了焊锡接点试样的两种断裂模式,并对各时效时间试样的断裂模式进行统计,得出随着时效增加,断口更趋向于平齐。同时观察了断裂面的形貌,分析了焊锡接点试样的断裂机制。本文工作对于进一步研究IMC层微结构变化与焊锡接点力学行为之间的关系具有重要意义。
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