微尺寸Sn焊點的力學(xué)性能表征與可靠性初步研究.pdf

1、為了應(yīng)對電子產(chǎn)品輕薄化以及多功能化的需求，先進(jìn)的封裝技術(shù)，如TSV（Through Silicon Via，硅通孔）等，先后出現(xiàn)并被廣泛應(yīng)用。國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展線路（ITRS）認(rèn)為在2015年TSV的互聯(lián)μ-C4焊點的直徑將減小到1.6μm，而且多篇文獻(xiàn)認(rèn)為在直徑100μm內(nèi)，微焊點只含有1~5個晶粒。因此，亟需研究僅含有1～5個晶粒的微焊點的可靠性。為此，本文研究了在硅片上電鍍、回流成型的Sn微焊點的力學(xué)性能與可靠性，包括納米壓痕測試

2、和推球剪切。
　　1）采用電子背散射花樣（Electron Back-scattering Patterns，EBSD）分析了Sn焊點的晶面取向和晶粒數(shù)量。直徑40μm的Sn焊點含有一個大尺寸的主晶粒，該晶粒取向為（112）晶面，織構(gòu)取向差在10°以內(nèi)。直徑10μm的Sn焊點只含有一個晶粒，其晶面和晶向取向為(352)和[203]。
　　2）通過納米壓痕測試發(fā)現(xiàn)，焊盤上的Sn焊點有固定方向，測量發(fā)現(xiàn)垂直于直徑為40μm的Sn

3、焊點表面的方向上約化彈性模量為75GPa，而平行于其表面方向的約化模量為6GPa左右，Sn納米硬度為0.23GPa。能量法分析其彈性模量得到的變化趨勢與實驗吻合。直徑40μm的Sn焊點內(nèi)沿c軸的方向被判為沒有應(yīng)變硬化，而其它測試情況均存在應(yīng)變硬化。
　　3）推球剪切實驗發(fā)現(xiàn)直徑40μm、高度20μm的Sn焊球的抗剪切力小于2g。在較低的推球高度（7μm以下）時，推球速率對推力大小的影響比在較高推球高度（10μm）時速率對推力的影響