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微系统封装也不断向更高密度发展,微互连尺寸愈加细小,钎料接头内所含晶粒数量将是有限的。含有限晶粒微小焊点的力学性能可能有别于大尺寸焊点,并且成为影响电子封装和组装产品可靠性的关键因素。深入研究微小无铅焊点的力学性质和微观断裂行为对于更好地预测电子封装产品的可靠性具有重要意义。本文针对不同体积Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料/Cu焊盘微焊点,在进行综合的力学性能测试和显微组织分析的基础上,考察了焊点内有限晶粒分布和取向关系,以及微焊点中金属间化合物(Intellmetallic Compound, IMC)形态对不同体积的微焊点力学行为的影响,并阐述了微焊点在剪切过程中的变形行为和裂纹扩展行为。研究结果表明:微焊点力学性能的体积效应显著,重熔及老化条件下微焊点的剪切强度随焊点体积的减小而增大,断裂模式也存在显著差异。而基体内IMC形态是影响各体积Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu微焊点的力学性质根本性因素。重熔条件下,随着微焊点体积的减小,IMC形态变化显著,Ag3Sn化合物形态由树枝网状或羽毛状转变为细小颗粒状;老化后均粗化为颗粒状。各体积微焊点中Sn基体所含的晶粒数量一般均在1~4个之间,Sn基体中各晶粒的c轴([001]方向)倾向于与基板平行的方向生长,Sn基体所含有限晶粒的数量、取向和分布也影响着各体积Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu微焊点的力学行为。在剪切过程中塑性变形主要以滑移(或双滑移)和形成形变带两种方式进行;同时,塑性变形过程中各体积微焊点均发生了明显的动态回复,形成回复亚晶,而裂纹扩展一般以穿晶形式进行。