纯IMC焊点可靠性能研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loveaudio
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着电子产品的微型化、多功能化的发展,互连焊点之间尺寸日益减小,金属间化合物在焊点中的体积比也在增加,金属间化合物在焊点中起到连接 Cu基板和钎料的作用,随着封装密度的增加,单个焊点所承载的载荷也变得越来越大。所以研究IMC焊点的力学性能,以及界面IMC的生长行为,具有十分重要的意义。  当 Cu/Sn-0.7Cu/Cu焊点时效不同时间之后,焊点内部的Cu6Sn5首先在 Cu基板/钎料的界面上以扇贝状生成,Cu6Sn5开始以小扇贝状进行生长,随着时效时间的延长,小 Cu6Sn5晶粒合并生长成大晶粒 Cu6Sn5然后从基板两侧慢慢向焊点中间靠拢,最终两侧的Cu6Sn5在时效480分钟后相互接触,形成Cu6Sn5/钎料焊点。Cu3Sn在Cu基板和Cu6Sn5之间生成,Cu3Sn层在焊点的拉伸实验中,整个焊点的拉伸强度随着Cu6Sn5的厚度增加而增加,这时焊点的内部化合物为Cu6Sn5/钎料组成。当焊点内的化合物分为Cu6Sn5/Cu3Sn时,Cu3Sn的厚度的增长以消耗Cu6Sn5的形式进行时,在时效960min后形成全Cu3Sn焊点。随着时效时间的延长,扇贝状的Cu6Sn5向层状结构转变。经过Sn-Cu热力学计算可知,在时效前期,Cu6Sn5在界面生成所需的吉布斯自由能比Cu3Sn高,所以Cu6Sn5会作为稳定相,首先在界面形成。经过计算得出Cu6Sn5/Cu3Sn的动力学指数约为0.5,所以Cu6Sn5和Cu3Sn都是受到体积扩散控制的生长。  在进行对比Sn-0.7Cu、Sn-1.0Ag-0.5Cu、Sn-3.0Ag-0.5Cu三种钎料的化合物生长时发现,随着 Ag含量的增加,Cu6Sn5在同时间的厚度得到抑制,这是 Ag的加入抑制Sn-Cu原子结合导致。在含银钎料中存在 Cu6Sn5晶界,由于晶界的存在 Cu基板和Sn-Ag-Cu处的消耗的Cu的质量要比在 Cu/Sn-Cu界面处消耗的Cu的质量要多。在Sn-3.0Ag-0.5Cu焊点时效120min后发现在焊点形成板条状、针状两种形式的Ag3Sn。对拉伸曲线进行观察得出焊点中IMC体积比的增加,那么焊点的拉伸强度总体在下降,从开始的59.8MPa下降到后期的8.8MPa,在具有较多Cu6Sn5体积比焊点的拉伸曲线中出现两种斜率,Cu6Sn5在拉伸的前期具有抗拉伸的行为存在,随着焊点中IMC体积比的增加,焊点的拉伸都是具有小应变的脆性断裂。在考虑缺陷率在焊点中的拉伸行为中的影响时,焊点开始断裂时,都是从焊点外侧的Cu基板和IMC的界面处开始形成裂纹。同样的缺陷率存在的条件下, Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料焊点的力学性能高于Sn-1.5Ag-0.5Cu钎料焊点和Sn-0.7Cu焊点。钎料/IMC焊点中,IMC中缺陷容易慢慢汇集成大型缺陷,最终形成裂纹。当钎料中无缺陷时,焊点裂纹只是钎料/Cu基板处形成扩展,当焊点缺陷率为5%时,裂纹出现钎料中以及钎料/Cu基板界面处。当钎料缺陷率为10%时,裂纹只在钎料中产生,并最终发生断裂。经过对钎料和IMC中的不同缺陷率进行对比,钎料中缺陷率为1%,IMC中缺陷率为40%更加贴近实际中焊点的微观形貌和力学性能。
其他文献
酒泉市是全省“两西”农业建设和省内中东部贫困移民安置的重点地区.上世纪80年代以来,先后安置“两西”计划移民、疏勒河项目移民和九甸峡库区移民共计3.53万户15.75万人,占
期刊
滨海湿地是海陆相互作用的交错过渡地带,潮汐驱动下周期明显且伴随盐分表聚与淋洗的干湿交替过程是其基本的物理格架特征。随着沿海经济的高速发展以及环境污染的不断加剧,大量
期刊
“大力发展戈壁生态农业、节水农业,建设设施先进、生态友好、特色鲜明的戈壁农业产业带.”这是我省河西地区构建生态产业体系,实现绿色发展崛起,提升脱贫攻坚成效的重要一环
期刊
为充分发挥先进典型在培育和践行社会主义核心价值观中的引领作用,大力弘扬时代精神,激励全省人民决战决胜脱贫攻坚、投身建设幸福美好新甘肃,省委宣传部联合省直机关工委、
期刊
花的事业是甜蜜的,果的事业是珍贵的,让我干叶的事业吧,因为它总是谦逊地低垂着它的绿荫.rn——这是梁国春最喜欢的一首诗,也是他人生的坐标.rn2009年夏天,填报高考志愿时,深
期刊
张掖的四月天,近处草木葱茏、芳草萋萋,远处雪山皑皑、冰峰林立,自然风光美不胜收,自古就有“塞上江南”之美誉.党的十八大以来,张掖市深入学习贯彻习近平总书记关于扶贫工作
期刊
镁合金重量轻、比强度和比刚度高、减震性能和电磁屏蔽性能优良,铸造性能优异、还具有良好的切削加工性能和抛光性能,因此镁合金在汽车、航空航天、家电、通讯电子等工业中得到
近来,临泽县以推进“桥头堡垒强基提标、先锋骨干锻造提质、基础保障优质提效、红旗枣乡创评提档”的“四推四提”党建工程为抓手,实施11项基层党建重点项目,以项目化思维深
期刊
党的十八大以来,习近平总书记多次指出,要把红色资源利用好、把红色传统发扬好、把红色基因传承好.2019年8月,习近平总书记在甘肃考察时强调,甘肃是一片红色土地,在中国革命
期刊