搭接焊點中無鉛釬料與金屬間化合物Cu6Sn5的電遷移現(xiàn)象研究.pdf

1、焊點中的電遷移是影響電子封裝可靠性的關鍵因素之一。根據(jù)環(huán)保的要求，無鉛釬料取代有鉛釬料是必然的趨勢。盡管無鉛焊點的電遷移現(xiàn)象被業(yè)界廣泛關注，但其行為機理卻鮮有學者研究。為此本文選取Sn3.0Ag0.5Cu和Sn0.7Cu制備的無鉛搭接焊點作為研究對象，通過非原位及原位電遷移實驗，并結(jié)合計算機數(shù)值模擬、EBSD和EDS等手段，對電遷移中搭接焊點結(jié)構(gòu)所導致的電流密度分布不均、釬料晶粒取向影響元素分布演化的規(guī)律進行了系統(tǒng)研究。
　　本文

2、結(jié)合計算機數(shù)值模擬的分析結(jié)果，證實了在搭接焊點的互聯(lián)結(jié)構(gòu)中，焊盤尖端以及焊盤末端拐點處，由于存在電流行進最小路徑以及導體形狀急劇變化而形成電流聚集區(qū)。
　　非原位電遷移實驗中，出現(xiàn)了陰極焊盤減薄、金屬間化合物（IMC）的極化效應以及電遷移積累效應等現(xiàn)象。同時，本文通過對Sn3.0Ag0.5Cu和 Sn0.7Cu搭接焊點中的釬料晶粒取向以及元素分布進行研究，發(fā)現(xiàn)了 Cu原子沿著釬料中β-Sn晶粒c軸方向以及釬料晶界快速遷移的事實，并

3、以此為依據(jù)解釋了IMC生長形貌的不同傾向性、IMC陰極異常聚集、IMC厚度違反電遷移時間積累效應的現(xiàn)象以及Cu原子在釬料中遷移路徑的差異等諸多電遷移傳統(tǒng)理論無法解釋的問題。
　　原位電遷移實驗中，發(fā)現(xiàn)了通電焊點的重熔現(xiàn)象，并在有重熔現(xiàn)象的焊點中發(fā)現(xiàn)了電遷移導致的IMC極化效應以及陰極焊盤減薄現(xiàn)象，而在散熱較好的焊點中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的電遷移現(xiàn)象，說明電遷移現(xiàn)象是一種電熱耦合效應，散熱條件的好壞同時也對電遷移失效起著關鍵性的作用。實驗中