电迁移对低银无铅微焊点的力学行为影响_材控专业.rar

资料分类:理工论文 上传会员:coffee45 更新时间:2014-11-06
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摘要:近年来,伴随电子产品持续向多功能化和微小型化趋势发展,电子封装微互连(特别是微互连焊点)中的电迁移问题越来越突出,成为备受关注的电子产品关键可靠性问题之一。电迁移通常是在较高的电流密度作用下,焊点内部原子或离子随电子发生迁移,导致界面金属间化合物形成或分解而出现丘凸或空洞等缺陷的现象,这可能直接会使焊点的功能退化而造成电子产品提前失效。

本研究采用高纯度Sn丝(99.99%)、Ag颗粒(99.95%)和无氧纯Cu丝(99.95%)熔炼制备Sn-xAg-0.7Cu无铅钎料,并设计制作“V”型夹具,制备了一系列Cu/Solder/Cu“三明治”结构微尺度焊点。同时,采用基于动态力学分析仪(DMA)的微拉伸与振动疲劳等精密力学实验,以及基于光学显微镜和扫描电镜(SEM)对显微组织、断口形貌的观察与分析,深入探讨了电迁移温度、电流密度、通电时间以及Ag含量对低银无铅微焊点的界面演变与显微组织、强度退化的影响规律。得到的主要结论如下:

(1)随着Ag含量的增加,微焊点的抗拉强度增加,主要原因是Ag含量越高,在钎料基体中形成的弥散分布的Ag3Sn细小颗粒越多;

(2)电迁移导致了微焊点的抗拉强度显著降低,并且随着电流密度或通电时间的增加,微焊点的抗拉强度均呈现下降趋势;

(3)电迁移加速了高温振动疲劳断裂过程,改变了微焊点振动疲劳断裂模式,大大降低了微焊点的振动疲劳寿命。

关键词:电迁移 微尺度焊点 无铅钎料 微拉伸 振动疲劳

 

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1无铅化电子封装的现状-1

1.1.1 电子封装无铅化问题-1

1.1.2 无铅钎料的研究与应用现状-1

1.2 电子封装用低银无铅钎料-2

1.3 电子封装的电迁移可靠性问题-3

1.3.1 电子封装互连中的电迁移-3

1.3.2 电迁移的影响因素及改善方法-4

1.4 本课题的目的及意义-4

2 实验材料、仪器与方法-5

2.1 实验材料-5

2.2实验仪器和设备-6

2.3 实验准备与实验方法-7

2.3.1 电迁移与微拉伸试样制备-7

2.3.2 实验设计-8

2.3.3 电迁移实验-9

2.3.4 微拉伸实验-9

2.3.5 振动疲劳实验-9

3 实验数据分析及结果讨论-10

3.1 电迁移现象及界面IMC演化-10

3.2 力学性能测试与断口形貌分析-12

3.2.1 微拉伸实验分析-12

3.2.2 振动疲劳实验分析-16

4 结  论-19

参考文献-20

致  谢-23

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上传会员 coffee45 对本文的描述:总而言之,无铅钎料以及无铅无卤化电子封装已在全球范围内达成了共识,无论从人体健康还是环境保护的角度来看,都应该积极寻找和发展“绿色电子封装材料”。目前,我国在Sn基无......
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