Sn-9Zn-Cu焊點(diǎn)界面顯微組織演變及納米壓痕性能研究.pdf

1、隨著微電子產(chǎn)品不斷向小型化、便攜化和高性能方向發(fā)展，焊點(diǎn)尺寸在減小，其所承載的力學(xué)、電學(xué)和熱力學(xué)負(fù)荷卻越來越重。Sn-Zn系無鉛釬料具有熔點(diǎn)低，價(jià)格低廉，無毒性等特點(diǎn)，是最有潛力的無鉛釬料之一。本文依據(jù)電子行業(yè)無鉛釬料的發(fā)展需要和對力學(xué)性能的要求，開展焊點(diǎn)尺寸變化對Sn-9Zn無鉛釬料界面可靠性和Sn-9Zn釬料力學(xué)性能的研究，對無鉛釬料的進(jìn)一步開發(fā)與實(shí)用價(jià)值是十分有益的。
　　 本文采用Sn-9Zn焊料，研究時(shí)效和多次回流焊條

2、件下三種BGA球尺寸(1000μm，700μm，500μm) Sn-9Zn/Cu焊點(diǎn)的界面反應(yīng)和微觀組織變化。用納米壓痕法測定了Sn-9Zn/Cu焊點(diǎn)力學(xué)性能參量——彈性模量和蠕變應(yīng)力指數(shù)等。
　　 時(shí)效試驗(yàn)的研究結(jié)果表明:焊點(diǎn)尺寸對Sn-9Zn/Cu焊點(diǎn)界面化合物的類型和厚度影響較大。焊點(diǎn)直徑從1000μm到500μm變化時(shí)，使釬焊界面處金屬間化合物由Cu5Zn8變?yōu)镃u5Zn8和CuZn化合物;IMC形貌由扁平狀變?yōu)閿嗬m(xù)的條

3、狀;焊點(diǎn)尺寸的減小對IMC厚度增長有明顯的約束作用。
　　 多次回流焊研究表明，焊點(diǎn)尺寸對多次回流焊后界面IMC類型沒發(fā)現(xiàn)影響，多次回流焊使焊點(diǎn)內(nèi)部均發(fā)生明顯的組織粗化，IMC形狀由平直狀逐漸過渡為體釬料(一)側(cè)界面化合物凹凸不平。
　　 納米壓痕試驗(yàn)結(jié)果表明:Sn-9Zn/Cu焊點(diǎn)中體釬料的壓痕硬度和彈性模量分為0.189±0.017 GPa和17.287±0.852GPa;金屬間化合物Cu5Zn8的壓痕硬度和彈性模量