Cu/Sn-xZn/Ni微焊点界面反应研究
发布时间：2021-01-17 06:51
微电子封装技术不断地向着微型化、高密度的方向发展。封装尺寸的减小要求微焊点尺寸不断减小,导致回流工艺及芯片服役过程对微焊点界面反应带来的影响更为敏感。Cu、Ni是微焊点中常见的凸点下金属层（UBM,Under Bump Metallization）,Sn-Zn钎料因其成本低廉、机械性能良好等优势具有较好的研究价值。本文主要研究了Cu/Sn-xZn/Ni微焊点在恒温及温度梯度下的液-固及固-固界面反应,重点分析了钎料中Zn含量、Cu-Ni交互作用以及温度梯度对界面金属间化合物（IMC,Intermetallic Compound）生长及转变的影响规律,研究表明:1.微焊点在恒温回流过程中,随着钎料中Zn元素含量的增加,Cu侧界面Cu5Zn8层的厚度增加,其稳定存在的时间延长,对Cu原子的扩散阻挡作用越强,则两侧界面Cu-Ni交互作用发生的时间也延迟,说明Zn元素延迟了Cu-Ni交互作用的发生;在温度梯度作用下,Cu原子扩散受到加强时微焊点界面反应加速,Cu原子扩散受到抑制时微焊点界面反应缓慢,说明Cu原子的扩散在该体系液-固界面反应中占主导地位...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 微电子封装技术概述
1.2 微电子封装技术的发展趋势
1.2.1 微电子封装的无铅化
1.2.2 微电子封装的微型化
1.3 互连焊点的界面反应
1.3.1 Cu/Sn-Zn界面反应
1.3.2 Ni/Sn-Zn界面反应
1.3.3 Cu-Ni交互作用
1.3.4 固-固界面反应
1.3.5 微焊点热迁移行为
1.4 研究目的和研究内容
2 样品制备与实验方法
2.1 钎料的制备
2.2 线性焊点的制备
2.3 微焊点的恒温反应及热迁移实验
2.4 微观组织形貌及成分表征
3 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点液-固界面反应研究
3.1 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点恒温回流界面反应
3.1.1 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点初始界面形貌
3.1.2 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点恒温回流界面形貌
3.1.3 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点恒温回流界面形貌
3.1.4 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点恒温回流界面形貌
3.1.5 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点恒温回流界面形貌分析
3.2 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点温度梯度下回流界面反应
3.3 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点液-固界面反应分析
3.4 本章小结
4 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点固-固界面反应
4.1 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.1.1 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.1.2 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.1.3 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.2 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.2.1 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.2.2 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.2.3 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.3 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.3.1 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.3.2 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.3.3 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.4 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点固-固界面反应分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文及申请专利情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热迁移对Cu/Sn/Cu焊点液-固界面Cu6Sn5生长动力学的影响[J]. 赵宁,钟毅,黄明亮,马海涛,刘小平. 物理学报. 2015(16)
[2]Cu-Ni交互作用对Cu/Sn/Ni焊点液固界面反应的影响[J]. 黄明亮,陈雷达,赵宁. 中国有色金属学报. 2013(04)
[3]电子封装材料的研究现状及趋势[J]. 汤涛,张旭,许仲梓. 南京工业大学学报(自然科学版). 2010(04)
[4]集成电路微互连结构中的热迁移[J]. 张金松,吴懿平,王永国,陶媛. 物理学报. 2010(06)
[5]锡基无铅电子焊料的研究进展与发展趋势[J]. 闵文锦,宣天鹏. 金属功能材料. 2009(02)
[6]无铅替代及对电子组装可靠性的影响[J]. 史耀武. 电焊机. 2009(01)
[7]微电子封装无铅钎焊的可靠性研究[J]. 梁凯,姚高尚,简虎,熊腊森. 电焊机. 2006(05)
[8]电子封装技术的新进展[J]. 张蜀平,郑宏宇. 电子与封装. 2004(01)
博士论文
[1]微型化无铅焊点界面反应及力学性能研究[D]. 杨帆.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]热迁移下Ni/Sn-xZn/Ni和Ni/Sn-xCu/Ni微焊点钎焊界面反应研究[D]. 邓建峰.大连理工大学 2017
[2]Cu/Sn-xZn/Cu焊点钎焊反应热迁移研究[D]. 焦婷婷.大连理工大学 2014
本文编号：2982398
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 微电子封装技术概述
1.2 微电子封装技术的发展趋势
1.2.1 微电子封装的无铅化
1.2.2 微电子封装的微型化
1.3 互连焊点的界面反应
1.3.1 Cu/Sn-Zn界面反应
1.3.2 Ni/Sn-Zn界面反应
1.3.3 Cu-Ni交互作用
1.3.4 固-固界面反应
1.3.5 微焊点热迁移行为
1.4 研究目的和研究内容
2 样品制备与实验方法
2.1 钎料的制备
2.2 线性焊点的制备
2.3 微焊点的恒温反应及热迁移实验
2.4 微观组织形貌及成分表征
3 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点液-固界面反应研究
3.1 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点恒温回流界面反应
3.1.1 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点初始界面形貌
3.1.2 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点恒温回流界面形貌
3.1.3 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点恒温回流界面形貌
3.1.4 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点恒温回流界面形貌
3.1.5 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点恒温回流界面形貌分析
3.2 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点温度梯度下回流界面反应
3.3 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点液-固界面反应分析
3.4 本章小结
4 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点固-固界面反应
4.1 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.1.1 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.1.2 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.1.3 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点恒温时效界面反应
4.2 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.2.1 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.2.2 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.2.3 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点Cu作热端固-固热迁移界面反应
4.3 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.3.1 Cu/Sn-1Zn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.3.2 Cu/Sn-5Zn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.3.3 Cu/Sn-9Zn/Ni微焊点Ni作热端固-固热迁移界面反应
4.4 Cu/Sn-xZn/Ni微焊点固-固界面反应分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文及申请专利情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热迁移对Cu/Sn/Cu焊点液-固界面Cu6Sn5生长动力学的影响[J]. 赵宁,钟毅,黄明亮,马海涛,刘小平. 物理学报. 2015(16)
[2]Cu-Ni交互作用对Cu/Sn/Ni焊点液固界面反应的影响[J]. 黄明亮,陈雷达,赵宁. 中国有色金属学报. 2013(04)
[3]电子封装材料的研究现状及趋势[J]. 汤涛,张旭,许仲梓. 南京工业大学学报(自然科学版). 2010(04)
[4]集成电路微互连结构中的热迁移[J]. 张金松,吴懿平,王永国,陶媛. 物理学报. 2010(06)
[5]锡基无铅电子焊料的研究进展与发展趋势[J]. 闵文锦,宣天鹏. 金属功能材料. 2009(02)
[6]无铅替代及对电子组装可靠性的影响[J]. 史耀武. 电焊机. 2009(01)
[7]微电子封装无铅钎焊的可靠性研究[J]. 梁凯,姚高尚,简虎,熊腊森. 电焊机. 2006(05)
[8]电子封装技术的新进展[J]. 张蜀平,郑宏宇. 电子与封装. 2004(01)
博士论文
[1]微型化无铅焊点界面反应及力学性能研究[D]. 杨帆.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]热迁移下Ni/Sn-xZn/Ni和Ni/Sn-xCu/Ni微焊点钎焊界面反应研究[D]. 邓建峰.大连理工大学 2017
[2]Cu/Sn-xZn/Cu焊点钎焊反应热迁移研究[D]. 焦婷婷.大连理工大学 2014
本文编号：2982398
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