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In基钎料是一种熔点较低的钎料,采用瞬态液相扩散(TLP)连接技术制备的In基钎料焊点能够实现焊点的低温键合高温服役特性,对解决芯片的耐高温问题具有重要意义。本文采用TLP技术制备了 In基封装焊点,优化了焊点的键合工艺,并对性能优良的焊点的进行了 300℃的高温时效处理,研究了高温时效对焊点组织及力学性能的影响规律,并评价了 In基复合钎料封装焊点高温服役下的可靠性。研究了 Cu/In-xNi/Cu焊点微观组织和力学性能,优化了 Cu/In-xNi/Cu焊点Ni含量、键合时间、键合温度和键合压力四项参数。结果表明,最优的Ni含量为30%,较优工艺参数为:3MPa-260℃-120min。当Ni含量为30%时,焊点中形成了连续且致密的Ni31n7骨架结构,此时剪切强度最高,为7.9MPa。随着键合时间的增加,焊点的中富In相逐渐减少,当键合时间增加到120min时,富In相消耗完全,界面开始生成Cu2In相;过小或过大的键合压力都会造成焊点中孔洞过多,当键合压力达到3MPa时,焊点的组织最为致密;当键合温度为26C℃时,焊点原位形成了致密的Ni3In7+Ni结构,界面形成Cullln9+Cu2In结构,当温度超过280℃时,界面和原位之间产生柯肯达尔孔洞,并逐渐扩展为裂纹。焊点的剪切强度随着键合时间、键合压力和键合温度的增加均呈现先上升后下降趋势,当键合时间为120min、键合压力为3MPa、键合温度为260℃时,焊点的剪切强度最高,为9.24MPa。探究了 InSn-xNi较优Ni含量,并采用正交优化法对焊点的键合工艺进行优化。结果表明:最优的Ni含量为45%,较优工艺参数为1MPa-260℃-30min。Cu/InSn-xNi/Cu焊点原位区域内生成的是InNi6Sn5三元相,而界面首先生成的是Cu6(In,Sn)5相,并逐渐转变为Cu3(In,Sn)相。原位和界面之间生成了棱柱状的(Cu,Ni)6(In,Sn)5四元相,该相在焊点中起钉扎作用,增强了界面和原位的连接性能;当Ni含量为45%时,焊点中的(Cu,Ni)6(In,Sn)5相含量最多,此时剪切强度最高,达9.76MPa。正交优化结果表明,键合压力对焊点力学性能影响最大,其次是键合温度,键合时间影响最小;根据极差分析结果可知,最优的键合工艺参数为1MPa、260℃、30min,在此工艺条件下制备的焊点剪切强度达15.89MPa,相较于In-30Ni钎料焊点增加了 72%。研究了 300℃高温时效对Cu/InSn-45Ni/Cu焊点组织及力学性能的影响规律。结果表明,焊点在界面处首先形成了Cu/Cu3(In,Sn)/Cu6(In,Sn)5的结构,随着高温时效时间的增加,焊点中的Cu6(In,Sn)5相逐渐转变为Cu3(In,Sn)相,最终形成全Cu3(In,Sn)相的稳定结构;原位内In-Sn-Ni三元固溶体在高温下会逐渐转变为Ni3Sn4和InNi相,这一过程伴随有孔洞的产生。焊点室温和高温剪切强度均随着时效时间的增加呈下降趋势,室温剪切强度总是高于高温剪切强度,但是随着时效时间的增加,两者逐渐趋于一致。