在激光二極管LD封裝中Au80Sn20焊點的可靠性研究.pdf

1、近年來由于環(huán)境保護要求的加強，各國都制定了相關(guān)法令禁止在電子工業(yè)中使用含鉛焊料，因此迫切要求研究一些新型的無鉛焊料來替代通用的SnPb焊料。在高功率電子和光電子封裝中，無鉛釬料Au80Sn20被廣泛地使用來作為氣密性和芯片貼附材料，但是目前對該焊料力學性能的研究還不完善，尤其是高溫蠕變性能。所以本文首先通過壓痕試驗和蠕變拉伸試驗研究了Au80Sn20焊料的力學性能，得出了彈性模量與溫度的線性關(guān)系，并推導了該焊料的蠕變本構(gòu)方程。

2、在激光二極管(LD)封裝中選用了兩種無鉛釬料：Au80Sn20(AuSn)焊料和Sn95.5-Ag3.8-Cu0.7-0.01CNT(SnAgCu)焊料。在封裝過程中LD芯片有兩種鍵合配置：面朝上和面朝下。本文將使用有限元ANSYS軟件對LD的MCM組件進行熱循環(huán)模擬，重點研究不同鍵合配置對AuSn焊點可靠性的影響，其主要結(jié)論如下： 無論是那種鍵合配置，AuSn焊點上最危險的部位都是焊點邊緣的四個角。從焊點的可靠性角度出發(fā)，面朝

3、下鍵合配置更優(yōu)越；從LD芯片的可靠性角度出發(fā)，面朝上鍵合配置更優(yōu)越，但是從熱量擴散和不同鍵合配置對LD芯片電氣特性的影響角度考慮，則是優(yōu)選面朝下鍵合配置。從MCM整體分析中發(fā)現(xiàn)，處于低溫狀態(tài)時，位于AuSn焊點下的Ni渡層，其邊緣四個角的應力值最大，而處于高溫狀態(tài)時，位于SnAgCu焊點上的Ni渡層，其四條邊緣的應力值最大，是整個MCM組件中最容易發(fā)生破壞的地方。對比AuSn焊點和SnAgCu焊點中蠕變最大點的蠕變曲線和應力曲線，發(fā)現(xiàn)A