SAC305-Cu微焊點界面顯微組織變化研究.pdf

1、隨著電子封裝技術及封裝材料的發(fā)展，Sn-Ag-Cu系合金因其較低的熔點及較高的可靠性能等特點，目前已被公認為傳統(tǒng)釬料的最佳替代品并取得了實際應用。為了滿足電子產品微型化的需求，電子封裝中用于連接芯片和基板的焊球尺寸也不斷縮小。因此，在長期服役過程中，由于焊點尺寸變小及焊點老化而引起的元器件可靠性問題成為該領域研究人員關注的焦點。
　　本論文研究焊點尺寸、等溫時效及鎳鍍層對SAC305/Cu微焊點界面間化合物演變及鎳鍍層消耗速率的影

2、響。實驗選用Sn-3.0Ag-0.5Cu釬料球，直徑分別為200μm、300μm、400μm、500μm，分別在銅盤和鍍鎳銅盤上進行焊接，然后在100℃、130℃、160℃下分別時效0h、72h、144h、216h、360h后進行分析。
　　研究結果表明:SAC305/Cu焊點界面IMC呈現較明顯的尺寸效應，小尺寸焊點界面凹凸不平，化合物形貌為橢球形，晶粒尺寸較大且比較稀疏;隨著焊點尺寸的增加，化合物晶粒尺寸明顯變小，界面IMC層

3、變的平整均勻。焊點尺寸越大，界面IMC層厚度越薄;界面IMC的生長速率也越小。
　　時效溫度對SAC305/Cu微焊點界面IMC影響的研究結果表明，隨著時效溫度的升高，界面IMC層厚度及生長速率均不斷增大。時效時間越長，界面化合物層厚度越大，在回流焊后至時效72h，界面IMC層厚度增長的最快，界面IMC生長速率先是急劇增大，之后逐漸趨于平緩。在三個時效溫度下，從回流焊后至時效216h，焊點界面IMC為Cu6Sn5化合物，當時效時間

4、超過360h時，界面處有少量的Cu3Sn化合物生成。
　　鎳鍍層對SAC305/Cu焊點界面IMC影響顯著。釬料與鍍鎳銅盤反應生成的界面IMC的類型主要為(Cu，Ni)6Sn5化合物，時效一段時間以后，有一層較薄的(Cu，Ni)3Sn和少量的Ag3Sn化合物生成。界面IMC形貌由原來的致密平整變的凹凸不平，成鋸齒狀。鎳鍍層對焊點界面IMC生長有明顯的抑制作用，即降低界面IMC生長速率，使IMC層厚度變薄。不論焊點大小，回流焊及時效