互連高度對微型焊點(diǎn)可靠性的影響.pdf

1、無鉛化和微型化是電子封裝的兩大發(fā)展趨勢。在微型化的驅(qū)動下，傳統(tǒng)球柵陣列封裝技術(shù)（BGA:Ball Grid Array）中互連焊點(diǎn)的節(jié)距、焊盤尺寸以及焊點(diǎn)體積都將大大降低。焊點(diǎn)幾何特征是微型化封裝設(shè)計(jì)的重要部分，包括焊料體積、上/下接觸角（θ）、焊點(diǎn)高度（SOH:Stand-off Height）和外形輪廓等，其中焊點(diǎn)互連高度是最為重要的設(shè)計(jì)參數(shù)之一。
　　 互連界面適量厚度金屬間化合物（IMC:Intermetallic Co

2、mpound）是焊接良好的標(biāo)志，但由于IMC的本征脆性，過厚的IMC 將導(dǎo)致焊點(diǎn)機(jī)械性能的降低。微型焊點(diǎn)互連高度的變化將對焊點(diǎn)微觀組織有極大影響，對互連界面IMC形貌、成分及厚度有至關(guān)重要的作用，并且界面處IMC 占焊點(diǎn)體積比例將隨互連高度變化而變化，這將對互連可靠性造成直接影響。
　　 本文通過自行設(shè)計(jì)一套精確控制焊點(diǎn)互連高度的裝置，獲得不同互連高度的Cu/Ni/Au/焊料/Au/Ni/Cu結(jié)構(gòu)焊點(diǎn)，選取Sn3.5Ag0.5C

3、u和Sn3.5Ag焊料作為對比分析，研究互連高度變化過程中界面IMC形貌、厚度及其占焊點(diǎn)比例的變化以及這些變化對焊點(diǎn)抗剪切和沖擊性能的影響；采取Cu/Ni/Au/Sn3.5Ag/Cu結(jié)構(gòu)，具有針對性的對界面IMC厚度進(jìn)行研究。結(jié)果表明，伴隨焊點(diǎn)互連高度降低，界面IMC厚度增加，占焊點(diǎn)體積比例增加，焊點(diǎn)抗剪切和沖擊性能下降。
　　 另外，由于微型焊點(diǎn)互連高度降低，將增大焊點(diǎn)兩側(cè)焊盤鍍層金屬交互擴(kuò)散作用的發(fā)生。兩側(cè)鍍層金屬元素將通過