钉头凸点/Sn基钎料接头成形及界面反应机制
发布时间：2021-11-13 11:44
随着电子产品向高集成度、大功率和小体积的方向发展,倒装芯片技术受到极大的关注,无铅化的提出使无铅钎料成为研究热点,但无铅钎料有润湿性差、抗电迁移能力差等缺陷。钉头凸点倒装芯片技术以其高可靠性、无铅化和适合小体积封装等特点可解决这一问题。目前最常用的凸点材料是Au,AuSn4往往被认为是混合接头失效的主要原因。基于此,系统地研究了工艺对Au钉头凸点成形及性能的影响,不同Au与Sn的含量对混合接头成形、组织及性能的影响,并分析AuSn4对混合接头可靠性的影响这三个方面。试验结果表明,当超声功率为2,压力为2,温度为150℃时可得到键合质量良好的Au钉头凸点,直径为105μm,高为65μm,剪切强度达76gf。采用120μm、150μm和180μm孔径钢网涂覆钎料,控制混合接头中Au与Sn0.7Cu的相对含量。混合接头中金属间化合物种类相同:AuSn、AuSn2、AuSn4、（Au,Cu）Sn4和（Cu,Au）6Sn5。AuSn4形貌和金属间化合物含量不同:较大尺寸接头中棒状AuSn4较为细长,较大尺寸接头中金属间化合物较多。AuSn4的形貌和含量是影响混合接头性能的主要因素。150℃老化过...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声辅助倒装芯片技术示意图
-2 150℃下老化 1000 h 得到的接头显微组织 SEM 照]用 25 μm 的 Au 线和 Cu 线制备了 65 μm 直径 96Sn3.5Ag0.5Cu，63Sn37Pb，和 60In40Pb 然后分别以 242℃，212℃和 211℃的峰值温度击（T/S，Thermal Shock）测试中，96Sn3.5成的混合接头比 Au 的抗热冲击能力强，63Sn混合接头失效远远早于 Au 钉头凸点，60In4同时失效，Au 钉头凸点/Sn 基钎料接头的失Cu 钉头凸点/Sn 基钎料接头往往由于 Cu3Sn 成而失效。因此钉头凸点/Sn 基钎料混合接、形貌、含量和性能等因素有关，故研究混合设计材料、结构及工艺对接头中的 IMC 加以究的 Au 钉头凸点/Sn0.7Cu 混合接头中有三 Au/Cu 界面，Au 钉头凸点与 Sn0.7Cu 钎料形成u 钎料与 Cu 焊盘形成的 Sn0.7Cu/Cu 界面。Au
工作台对芯片的加热。摩擦是指在植球触并产生摩擦。外部加热一般在 200℃左右，这两者产生不了过多的热量，因此外部加显。所以热机制主要认为是超声作用的空化循环形成微小的气泡和微小的气泡崩溃，循瞬间会造成局部高温，这种局部高温促进了方法有两种即直接法[28, 34, 35]和间接法[16, 36, 3检测的方法，Joshi 等[28]在液氮环境下进行了没有观察到液氮里产生气泡，所以此方法证 80℃。对于间接法，即通过实验结果进行推用选区电子衍射(SAED，Selected Area Elel 界面进行了研究，结果表明在 Au/Al 界面的C 成分不同，其中 II 的成分为 Au4Al，III 的界面，据此推断 Au/Al 界面存在过液相。因然存在许多争议。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LED芯片倒装技术简述[J]. 连程杰. 长江大学学报(自科版). 2013(31)
[2]倒装焊技术及应用[J]. 任春岭,鲁凯,丁荣峥. 电子与封装. 2009(03)
[3]Bonding mechanism of ultrasonic wedge bonding of copper wire on Au/Ni/Cu substrate[J]. 田艳红,王春青,Y.Norman ZHOU. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(01)
[4]SAW器件封装技术概述[J]. 杨渊华,王保卫. 电子与封装. 2007(07)
[5]高能超声在颗粒/金属熔体体系中的声学效应[J]. 潘蕾,陶杰,陈照峰,刘子利. 材料工程. 2006(01)
[6]载带自动键合（TAB）引线技术[J]. 孟庆浩,尹志华,孙新宇,高振斌,孙以材. 半导体杂志. 1997(04)
博士论文
[1]锡基钎料与多晶铜焊盘界面反应行为研究[D]. 杨明.哈尔滨工业大学 2012
[2]超声楔形键合界面连接物理机理研究[D]. 计红军.哈尔滨工业大学 2008
[3]钎料熔滴/焊盘瞬间接触液固反应及界面组织演变[D]. 李福泉.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3492957
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声辅助倒装芯片技术示意图
-2 150℃下老化 1000 h 得到的接头显微组织 SEM 照]用 25 μm 的 Au 线和 Cu 线制备了 65 μm 直径 96Sn3.5Ag0.5Cu，63Sn37Pb，和 60In40Pb 然后分别以 242℃，212℃和 211℃的峰值温度击（T/S，Thermal Shock）测试中，96Sn3.5成的混合接头比 Au 的抗热冲击能力强，63Sn混合接头失效远远早于 Au 钉头凸点，60In4同时失效，Au 钉头凸点/Sn 基钎料接头的失Cu 钉头凸点/Sn 基钎料接头往往由于 Cu3Sn 成而失效。因此钉头凸点/Sn 基钎料混合接、形貌、含量和性能等因素有关，故研究混合设计材料、结构及工艺对接头中的 IMC 加以究的 Au 钉头凸点/Sn0.7Cu 混合接头中有三 Au/Cu 界面，Au 钉头凸点与 Sn0.7Cu 钎料形成u 钎料与 Cu 焊盘形成的 Sn0.7Cu/Cu 界面。Au
工作台对芯片的加热。摩擦是指在植球触并产生摩擦。外部加热一般在 200℃左右，这两者产生不了过多的热量，因此外部加显。所以热机制主要认为是超声作用的空化循环形成微小的气泡和微小的气泡崩溃，循瞬间会造成局部高温，这种局部高温促进了方法有两种即直接法[28, 34, 35]和间接法[16, 36, 3检测的方法，Joshi 等[28]在液氮环境下进行了没有观察到液氮里产生气泡，所以此方法证 80℃。对于间接法，即通过实验结果进行推用选区电子衍射(SAED，Selected Area Elel 界面进行了研究，结果表明在 Au/Al 界面的C 成分不同，其中 II 的成分为 Au4Al，III 的界面，据此推断 Au/Al 界面存在过液相。因然存在许多争议。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LED芯片倒装技术简述[J]. 连程杰. 长江大学学报(自科版). 2013(31)
[2]倒装焊技术及应用[J]. 任春岭,鲁凯,丁荣峥. 电子与封装. 2009(03)
[3]Bonding mechanism of ultrasonic wedge bonding of copper wire on Au/Ni/Cu substrate[J]. 田艳红,王春青,Y.Norman ZHOU. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(01)
[4]SAW器件封装技术概述[J]. 杨渊华,王保卫. 电子与封装. 2007(07)
[5]高能超声在颗粒/金属熔体体系中的声学效应[J]. 潘蕾,陶杰,陈照峰,刘子利. 材料工程. 2006(01)
[6]载带自动键合（TAB）引线技术[J]. 孟庆浩,尹志华,孙新宇,高振斌,孙以材. 半导体杂志. 1997(04)
博士论文
[1]锡基钎料与多晶铜焊盘界面反应行为研究[D]. 杨明.哈尔滨工业大学 2012
[2]超声楔形键合界面连接物理机理研究[D]. 计红军.哈尔滨工业大学 2008
[3]钎料熔滴/焊盘瞬间接触液固反应及界面组织演变[D]. 李福泉.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3492957
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