多次回流釬焊界面Cu6Sn5生長演變及影響因素.pdf

1、釬焊界面出現(xiàn)合適的金屬間化合物(Intermetallic Compound，IMC)層是獲得高可靠性接頭的首要條件，對于電子封裝釬焊，界面最常見的金屬間化合物是Cu6Sn5，它的形貌、厚度等都對接頭可靠性有很大影響;而通常在電子封裝工藝流程上完成整個封裝的互連需要對焊點進行多次回流釬焊，這對接頭的可靠性又是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，研究Cu6Sn5在多次回流焊中的生長演變行為，并探究其影響因素，有助于控制界面Cu6Sn5的生長，為獲得合適

2、的IMC層，提高接頭可靠性提供理論指導。
　　實驗選擇了純Sn釬料在Cu基板上進行多次回流焊，并利用同步輻射實時成像技術以及高壓空氣吹掃實驗分析了多次回流焊各個階段Sn/Cu釬焊界面Cu6Sn5的生長演變行為;同時引入Sn-0.7Cu釬料對比分析了釬料中的Cu元素的添加對界面Cu6Sn5生長演變行為的影響;并單獨研究了兩個重要的回流參數(shù):保溫時間(10s/30s60s)和回流溫度(250℃/275℃/300℃)對多次回流過程中界面

3、Cu6Sn5生長演變的影響。研究得出以下結論:
　　(1)在多次回流過程中，Sn/Cu釬焊界面Cu6Sn5形貌多次經(jīng)歷扇貝狀-棱柱狀-扇貝狀-棱柱狀的可逆轉變。在回流的保溫階段形成的Cu6Sn5呈現(xiàn)出扇貝狀形貌，這些扇貝狀的Cu6Sn5會在隨后的冷卻過程中長成棱柱狀及小平面結構，并在下一次回流的保溫階段重新轉變?yōu)樯蓉悹頒u6Sn5。
　　(2)隨著多次回流的進行，Sn/Cu界面扇貝狀Cu6Sn5的生長受到熟化作用控制，主要沿

4、平行于界面方向匍匐生長，尺寸增大而數(shù)目減少;棱柱狀及小面狀Cu6Sn5的生長主要受到界面反應控制，傾向于沿著垂直于界面方向向液態(tài)釬料中生長。
　　(3)隨著多次回流的進行，保溫階段和冷卻階段形成的界面IMC層厚度逐漸提高;受界面反應影響，棱柱狀Cu6Sn5生長迅速，冷卻階段IMC層厚度的增長更加顯著。
　　(4)在多次回流過程中，Sn0.7Cu/Cu釬焊界面Cu6Sn5同樣遵循扇貝狀-棱柱狀-扇貝狀-棱柱狀的形貌轉變，但是由