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电子元器件的高度集成是时代发展的趋势,单个元器件的引脚数量往往高达上百个,这意味着焊点尺寸大大降低,同时电子元器件服役过程中的电迁移失效、热应力失效等问题对焊点性能提出了严峻考验。微小焊点中IMCs相所占焊点成分比例十分巨大,对焊点力学性能、电学性能各方面都有着巨大影响,因此有大量学者进行了全IMC焊点的研究。传统微小焊点中全IMC成分的获得需要很长时间,在仍然采用传统共晶钎焊的方法下快速制备全IMC焊点是一个非常值得探索的科学方向,本课题采取了多层薄膜的方法,增大Cu/Sn接触面积,缩短了Cu/Sn互扩散距离,具有重要的科学探索价值。本文对多层薄膜结构微互连焊点的制备工艺进行了系统的研究。首先研究了Cu/Sn单层薄膜电镀参数及多层Cu/Sn薄膜电镀工艺;并研究了Cu-Cu/Sn多层薄膜-Si O2基板结构焊点界面IMC微观组织结构和组织随温度时间的演化规律,并对焊点结构缺陷与焊接时间温度的关系进行了分析;然后对焊点的剪切力学性能测试进行了研究,分析了力学性能随焊接时间变化、成分改变的变化规律,并对断口进行了研究;最后采用EBSD对Cu-Cu/Sn多层薄膜-诱发薄膜对接焊点中多层薄膜中生长的IMC晶粒与诱发薄膜中Cu3Sn的晶粒取向进行了研究。研究结果表明:Cu/Sn多层薄膜电镀过程中存在不可避免的副反应,但采取合适的电镀工艺同样能获得较好的多层薄膜;多层薄膜与Cu块对接焊接过程中,5μm宽度焊缝在260℃、280℃、300℃下2min时均能获得全Cu3Sn结构焊点,10μm以上宽度焊缝在300℃10min时能获得全Cu3Sn结构焊点。诱发薄膜对多层薄膜焊点内Cu6Sn5晶粒的生长具有一定诱发作用,焊点内出现少量粗大Cu6Sn5晶粒代替之前细小多晶扇贝状的Cu6Sn5组织。断口分析表明多层薄膜焊点具有一定可靠的剪切强度,断裂位置多发生在Cu/Ti界面及多层薄膜焊点内部IMCs界面处,属于脆性断裂。对Cu3Sn诱发焊点内微观组织EBSD晶粒取向的研究表明,Cu6Sn5多呈细长状,晶界平行于Si O2基体,晶粒取向多与基体呈小角度夹角。