Sn3Ag3Bi3In钎料线性焊点电迁移行为研究

发布时间：2022-09-24 22:30

　　在电子封装无铅化的背景下,Sn基无铅焊点往往由有限个Sn晶粒构成,呈现出单晶或者孪晶结构。由于β-Sn晶胞的各向异性,这种晶粒有限化的焊点,其电迁移行为也表现出明显的各向异性。研究表明,通过细化焊点的Sn晶体取向可以提高其电迁移可靠性。本课题以Sn3Ag3Bi3In钎料为研究对象,在不同焊接峰值温度下,制备线性焊点。使用SEM、EBSD及EPMA等技术对焊点的显微组织、晶体取向结构进行表征。结合Sn3.5Ag及Sn3.0Ag0.5Cu无铅钎料,对比研究Sn3Ag3Bi3In焊点的力学性能。之后,对具有不同晶体取向结构焊点的电迁移行为进行分析研究。研究发现Sn3Ag3Bi3In焊点内部以白色的β-Sn为基体,颗粒状的Cu₆（Sn,In）₅及富Ag相ζ（Ag₄Sn及Ag₃In的固溶体）弥散分布其中。界面处IMC:靠近Sn基体一侧较厚的IMC为Cu₆（Sn,In）₅,靠近Cu基板侧较薄的IMC为Cu₃（Sn,In）,这是因为In元素具有与S... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 电子封装概述
        1.1.1 电子封装技术
        1.1.2 电子封装的无铅化
    1.2 无铅焊点的电迁移可靠性问题
        1.2.1 电迁移行为
        1.2.2 无铅焊点Sn晶粒取向对电迁移行为的影响
        1.2.3 晶粒细化对无铅焊点电迁移行为的影响
    1.3 本课题的研究内容
第2章 研究方案
    2.1 实验设计
        2.1.1 技术路线图
        2.1.2 实验材料
        2.1.3 样品结构设计及制备
    2.2 实验方法
        2.2.1 DSC熔点及过冷度测试
        2.2.2 显微硬度测试
        2.2.3 焊点拉伸性能测试
        2.2.4 电迁移实验
    2.3 实验表征手段
第3章 SABI333焊点显微组织、晶体取向及力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 钎料DSC熔点及过冷度测试
    3.3 焊点显微组织及晶体结构
        3.3.1 显微组织结构
        3.3.2 焊点Sn晶体取向结构
    3.4 焊点力学性能研究
        3.4.1 显微硬度
        3.4.2 抗拉强度
    3.5 本章小结
第4章 SABI333线性焊点电迁移行为研究
    4.1 单晶焊点的电迁移行为
    4.2 孪晶焊点的电迁移行为
    4.3 多晶焊点的电迁移行为
    4.4 电迁移过程中IMC成分变化
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]微电子封装的发展历史和新动态[J]. 张翼,薛齐文,王云峰.  机械工程与自动化. 2016(01)
[2]3D封装与硅通孔（TSV）技术[J]. 周健,周绍华.  中国新技术新产品. 2015(24)
[3]扫描电镜中背散射电子成像功能的应用[J]. 冯善娥,高伟建.  分析测试技术与仪器. 2015(01)
[4]无铅焊膏回流焊工艺曲线参数的优化选择[J]. 温桂琛,雷永平,林健,刘保全,白海龙,秦俊虎.  电子元件与材料. 2014(01)
[5]电迁移极性效应及其对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅焊点拉伸性能的影响[J]. 姚健,卫国强,石永华,谷丰.  中国有色金属学报. 2011(12)
[6]无铅电子封装中的电迁移[J]. 姚健,卫国强,石永华.  焊接技术. 2010(03)
[7]Electromigration-induced cracks in Cu/Sn3.5Ag/Cu solder reaction couple at room temperature[J]. 何洪文,徐广臣,郭福.  半导体学报. 2009(03)
[8]电子封装中的无铅化[J]. 田民波.  印制电路信息. 2002(10)

博士论文
[1]无铅微互连焊点形成过程中早期界面反应和过冷凝固行为研究[D]. 周敏波.华南理工大学 2012
[2]含有限晶粒SnAgCu/Cu焊点的微观力学行为[D]. 杨世华.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：3680982