柔性LED封裝模塊互連界面微觀結構及演變.pdf

1、柔性LED封裝模塊以其應用靈活、易控制等優(yōu)點具有極大的開發(fā)潛能,為解決其基板表面彎曲、散熱差等可靠性問題,本文對器件與可變形鍍Ni銅線之間的焊點進行了高溫老化試驗,分析了鍍Ni銅線與釬料間的界面化合物與LED器件表面鍍層及釬料量的關系,還對用于芯片連接的新型高溫無鉛釬料Innolot在熱沖擊循環(huán)條件下的顯微組織演變、裂紋擴展及再結晶現(xiàn)象進行了詳細研究。
　　通過研究不同老化時間下銅線與釬料間界面化合物種類、厚度、拉伸性能的變化,發(fā)

2、現(xiàn)雖然銅線與器件不是直接接觸,器件表面鍍層會嚴重影響該層化合物的演變。發(fā)現(xiàn)若鍍Ni銅線與Cu/Ag焊盤連接,受焊盤中Cu的影響,釬料中Cu元素向遠離器件方向偏聚,促進(Cu,Ni)6Sn5生成,并在老化中使原有的Ni3Sn4轉化為(Cu,Ni)6Sn5,且(Cu,Ni)6Sn5生長速度對釬料量敏感。與Ni焊盤連接,焊接生成Ni3Sn4,老化中Cu僅來源于釬料,只能生成生長較慢且速度對釬料量不敏感的(Ni,Cu)3Sn4。若釬料可提供足夠

3、Cu源,可直接生成(Cu,Ni)6Sn5三元化合物,且生長速度比靠器件焊盤提供Cu源快?；衔镉蒒i3Sn4轉化為(Cu,Ni)6Sn5和(Ni,Cu)3Sn4會導致拉伸性能下降,Cu-Ni-Sn三元化合物的單純增厚不會引起嚴重的性能下降。
　　利用無損檢測、偏光觀察、EBSD分析、斷口觀察等手段發(fā)現(xiàn)Innolot釬料(SnAg3.8Cu0.7Ni0.12Sb1.5Bi3)具備優(yōu)良的抗熱沖擊能力。Sb、Bi起固溶強化作用,Ni與C

4、u、Sn反應生成(Ni,Cu)3Sn4起彌散強化作用。焊點形狀影響應力分布,進而影響熱沖擊過程中的化合物粗化過程,最終影響裂紋擴展路徑。Innolot釬料與普通SnAg3.8Cu0.7釬料相比,再結晶更嚴重,消耗能量多有助于阻止裂紋擴展。應力是Innolot釬料中的再結晶的必然條件,應力越大,再結晶越明顯。再結晶晶粒取向的偏轉會將原有的晶粒轉變?yōu)檐浫∠?有助于裂紋在低能量消耗的情況下沿原有方向擴展。Innolot釬料大部分發(fā)生穿晶斷裂,