納米顆粒強化高可靠性復合互連焊點的制備與表征.pdf

1、互連焊點提供電氣和機械連接,是電子器件中必不可少的組成部分。傳統(tǒng)的Sn63Pb37共晶合金由于鉛及鉛的化合物的毒性,已經(jīng)被限制使用。全球最公認的Sn-Pb釬料替代品為錫銀銅(SAC)305,低銀釬料SAC105中Ag含量少,成本低,但是強度差,疲勞抗性差,本文研究在低銀釬料中添加顆粒,取代Ag的作用,降低成本的同時,提高低銀釬料的強度和疲勞抗性。
　　本研究首先考慮添加陶瓷顆粒,通過六種實驗方法探索合理的添加顆粒的方法,最后選用在

2、錫膏中機械混合的方法添加陶瓷顆粒,采用工業(yè)刮板方式,進行BGA器件和錫膏回流方式制備焊點。此方法可以定量計算添加顆粒的含量,同時和單獨錫膏回流進行對比,得出此方法可以實現(xiàn)陶瓷顆粒的添加,但是添加效果不好,是由于錫球與錫膏不是同時融化,同時陶瓷顆粒與釬料不潤濕、不反應,在回流過程中附在焊點表面,難以形成有效添加。接下來研究釬料中硬度的一些影響因素,發(fā)現(xiàn)晶體取向是影響釬料硬度的一個非常重要的因素,不同的晶體取向硬度相差大小可以達到40％左右

3、,而晶界和共晶相對釬料硬度基本沒有影響,同時伴隨著硬度測試壓痕的出現(xiàn),壓痕周圍會產(chǎn)生再結晶現(xiàn)象。最后,由于添加陶瓷顆粒效果不理想,因此添加一些可以和釬料發(fā)生反應的納米顆粒,本文選擇的是Ni和Cu納米顆粒。添加Ni和Cu顆粒后,釬料組織中化合物總量增多,β-Sn胞狀結構完整,釬料整體出現(xiàn)較好的網(wǎng)格組織。添加顆粒增多,組織變化明顯,同時出現(xiàn)大塊的化合物。除了添加顆粒含量外,溫度對組織也有明顯的影響,溫度升高,塊狀化合物變多變大,組織粗化,當