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电镀铜技术已经被广泛应用于微电子行业。随着三维高密度互连技术的发展,电镀铜的几何复杂度越来越高,因此对电镀铜箔质量的要求更加苛刻。然而在电镀过程中,电镀液中的杂质不可避免的会被引入到电镀铜箔中,这将导致锡基封装焊点界面空洞数量的增加,从而严重影响焊点的可靠性。本文选取有机添加剂聚乙二醇(PEG)/3-(苯并噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠(ZPS)和ZPS浓度作为研究切入点,研究其对电镀铜箔微观结构和Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)/Cu焊点界面微观组织演化及其剪切强度的影响。实验采用5 A/dm2的电流密度,在40℃水浴的条件下制备电镀铜箔。X射线衍射仪(XRD)结果显示在基本电镀液(含Cl-)中单独加入PEG,电镀铜箔的择优取向不变,仍为<200>;在基本电镀液中单独加入ZPS后,电镀铜箔的择优取向从<200>变为<111>;在含有200ppm PEG的电镀液中加入不同含量的ZPS时,电镀铜箔的择优取向从<200>变为<220>。原子力显微镜(AFM)结果表明,在电镀液中加入PEG或者ZPS后,电镀铜箔表面粗糙度增加;在含有200 ppm PEG的电镀液中加入不同含量的ZPS时,电镀铜箔表面随着ZPS浓度的增加逐渐变得粗糙。采用热台进行钎焊实验,钎焊温度为260℃,钎焊时间为15 min,随后在190℃的恒温箱中进行时效处理。剪切实验结果表明,SAC305/Cu焊点的剪切强度随着时效时间的增加而降低。在相同的时效时间里,C1-+ZPS电镀液制备SAC305/Cu焊点的剪切强度要低于基本电镀液制备的SAC305/Cu焊点,但是高于Cl-+PEG电镀液制备的SAC305/Cu焊点。另外,在含有PEG的电镀液中加入不同含量的ZPS后,SAC305/Cu焊点的剪切强度随着ZPS浓度的增加而增加。焊点的断裂模式分为三种:韧性断裂、钎料和金属间化合物(IMC)层的混合断裂和脆性断裂。在本文中,基本电镀液制备电镀铜箔所制作的焊点在钎焊10min后,焊点的断裂位置为钎料层,其断裂模式为韧性断裂;在时效过程中,焊点的断裂位置为钎料层和IMC层,其断裂模式为钎料和IMC层的混合断裂。在基本电镀液中加入PEG/ZPS后,焊点的断裂位置和断裂模式没有发生改变。但是在含有PEG的电镀液中加入不同含量的ZPS,制备的SAC305/Cu焊点在时效24 h后,焊点的断裂位置为钎料层和IMC层,焊点的断裂模式为钎料和IMC层的混合断裂。时效120h,240 h和360 h时,焊点的断裂位置为IMC层,焊点的断裂模式为脆性断裂。