含有限晶粒的微小接頭的原位SEM拉伸實驗.pdf

1、微電子封裝不斷向更高密度發(fā)展，微互連尺寸越來越小。當其尺寸下降至微米級別時，對于錫基釬料焊點來說，其內(nèi)部所含晶粒數(shù)量將是有限的。含有限晶粒微小焊點的力學性能可能有別于大尺寸焊點。因此，深入研究微小無鉛焊點的力學性質(zhì)和微觀斷裂行為對于更好地預測電子封裝產(chǎn)品的可靠性具有重要意義。
　　本文針對Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu的對接接頭進行研究。利用電子背散射衍射技術(shù)考察了不同接頭焊縫金屬內(nèi)有限晶粒分布和晶體取向規(guī)律；利用原位SEM拉

2、伸實驗分析不同接頭的變形及斷裂行為，研究中考察了不同晶粒分布和取向、不同組織、不同位置不同形態(tài)的缺陷和金屬間化合物對變形及斷裂行為的影響。
　　研究結(jié)果表明：尺寸規(guī)格為1×1×1mm3的釬焊接頭焊縫金屬的晶粒個數(shù)有限。晶粒雖無擇優(yōu)取向，但排斥垂直焊盤方向的取向。相鄰晶粒c軸之間取向差主要分布在50°～75°之間。在受外載荷作用時，不同的晶粒所受的應力不同，晶體取向與x軸方向相差最小的晶粒所受的應力最大。通過測量晶粒表面產(chǎn)生的滑移線

3、的方向，可確認所激活的滑移系的滑移面。通過計算β-Sn晶體中不同滑移系的取向因子，可推測變形過程中所激活的滑移系，并通過測量晶粒表面產(chǎn)生的滑移線的方向得以驗證。一次釬焊接頭焊縫金屬的共晶組織中的Ag3Sn細小且分布密集，對塑性變形及裂紋擴展都有一定的抑制作用。多次重熔接頭焊縫金屬中存在大量的大尺寸的Cu6Sn5很容易碎裂，裂口的縫隙成為裂紋源。老化接頭焊縫金屬中的金屬間化合物粗化，Ag3Sn的彌散強化作用較小，對變形的抑制作用減小。在變