Cu核復(fù)合焊點的電遷移行為研究.pdf

1、由于球柵陣列封裝用合金焊點取代了傳統(tǒng)的金屬引腳，能夠提供更加密集的I/O接口，更小的封裝尺寸和更高的可靠性，從而成為了主流的封裝技術(shù)。并且隨著焊點的工作條件日益嚴(yán)苛，傳統(tǒng)Sn基焊點已難以滿足封裝要求，所以復(fù)合焊點成為人們關(guān)注的熱點，其中Cu核焊點由于其優(yōu)良的性能被認(rèn)為是下一代的球柵陣列焊點。另外，焊點中承載的電流密度越來越大，使得電遷移行為成為影響焊點可靠性的重要因素，因此我們研究了Cu核焊點的電遷移行為。
　　電流密度的模擬結(jié)果

2、表明，Cu較低的電阻率使得Cu核和Cu核與Cu線之間的區(qū)域發(fā)生電流積聚，從而Cu核成為額外的電極。在焊點陰極端的Cu核可看做額外的陽極，而焊點陽極端的Cu核可看作額外的陰極。
　　在Cu核Sn樣品中，形貌演變發(fā)生在電流積聚區(qū)域，即在兩個陽極端出現(xiàn)了Sn晶粒的轉(zhuǎn)動。其原因是：由電遷移引起的背應(yīng)力和由熱膨脹造成的應(yīng)力共同作用在Sn晶粒上，形成了轉(zhuǎn)矩使其發(fā)生轉(zhuǎn)動。同時由于Cu線和Cu核之間的較小距離，使得背應(yīng)力梯度很大，有效的削弱了Cu

3、的電遷移。故而Cu核Sn焊點中Cu6Sn5金屬間化合物的生長受到了抑制。
　　在Cu核Sn58Bi焊點中，電遷移的極化效應(yīng)下，作為額外電極的Cu核形成了一半被白色富Bi層包圍，一半被灰色富Sn層包圍的有趣形貌。與此同時，在Sn和Bi的相界面處出現(xiàn)的電流密度梯度驅(qū)使著富Bi相沿著電流方向進(jìn)行了重新排布。
　　對于通電的Cu核Sn58Bi樣品和傳統(tǒng)Sn58Bi樣品進(jìn)行了拉伸實驗，結(jié)果表明Cu核焊點的極限拉伸強(qiáng)度隨通電時間下降較慢