釘頭凸點(diǎn)-Sn基釬料接頭成形及界面反應(yīng)機(jī)制.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品向高集成度、大功率和小體積的方向發(fā)展，倒裝芯片技術(shù)受到極大的關(guān)注，無(wú)鉛化的提出使無(wú)鉛釬料成為研究熱點(diǎn)，但無(wú)鉛釬料有潤(rùn)濕性差、抗電遷移能力差等缺陷。釘頭凸點(diǎn)倒裝芯片技術(shù)以其高可靠性、無(wú)鉛化和適合小體積封裝等特點(diǎn)可解決這一問(wèn)題。目前最常用的凸點(diǎn)材料是Au，AuSn4往往被認(rèn)為是混合接頭失效的主要原因?；诖耍到y(tǒng)地研究了工藝對(duì)Au釘頭凸點(diǎn)成形及性能的影響，不同Au與Sn的含量對(duì)混合接頭成形、組織及性能的影響，并分析AuSn4對(duì)混

2、合接頭可靠性的影響這三個(gè)方面。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)超聲功率為2，壓力為2，溫度為150℃時(shí)可得到鍵合質(zhì)量良好的Au釘頭凸點(diǎn)，直徑為105μm，高為65μm，剪切強(qiáng)度達(dá)76gf。采用120μm、150μm和180μm孔徑鋼網(wǎng)涂覆釬料，控制混合接頭中Au與Sn0.7Cu的相對(duì)含量?；旌辖宇^中金屬間化合物種類相同：AuSn、AuSn2、AuSn4、(Au,Cu)Sn4和(Cu,Au)6Sn5。AuSn4形貌和金屬間化合物含量不同：較大

3、尺寸接頭中棒狀A(yù)uSn4較為細(xì)長(zhǎng)，較大尺寸接頭中金屬間化合物較多。AuSn4的形貌和含量是影響混合接頭性能的主要因素。150℃老化過(guò)程，AuSn4為降低表面能而粗化。接頭剪切強(qiáng)度均變低，180μm混合接頭與純Sn0.7Cu接頭有相當(dāng)?shù)募羟袕?qiáng)度。較大尺寸接頭與純Sn0.7Cu接頭的熱循環(huán)壽命達(dá)500周。較小尺寸的接頭中金屬間化合物較多，抗電遷移能力較強(qiáng)。
　　植球時(shí)，超聲和壓力的配合使Au引線和Cu焊盤產(chǎn)生有效摩擦，超聲軟化作用促進(jìn)