激光加熱條件下無鉛微焊點界面金屬間化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、互連焊點的質(zhì)量是影響器件可靠性的重要因素，本文研究了SnAgCu無鉛微焊點激光加熱和激光二次加熱及熱循環(huán)疲勞之后，釬料與Au/Cu(2.5μm/15μm)和Au/Ni/Cu(2.5μm/2.0μm/15.0μm)兩種水平焊盤界面微觀組織、拉伸強度和斷裂位置的變化。激光一次加熱后，兩種焊盤所得焊點界面處生成的金屬間化合物以Au-Sn二元相為主，并且界面處還有剩余的Au層殘留，AuSn2和AuSn4分別隨著激光能量的增加由連續(xù)的層狀和細小針

2、狀分布轉(zhuǎn)化為粗大的針狀形態(tài)分布，還有少量的層狀AuSn出現(xiàn)；激光二次加熱后，Au/Cu焊盤所得焊點界面處生成了厚厚的金屬間化合物層，向釬料內(nèi)部生長的針狀AuSn2和AuSn4，界面處沒有殘留Au存在，在Au-Sn二元相與焊盤界面處有(Au,Sn,Cu)三元相生成，對于Au/Ni/Cu焊盤所得焊點在Au-Sn二元相與焊盤界面處有(Au,Sn,Cu,Ni)四元相存在。激光二次加熱后焊點拉伸強度較激光一次加熱后焊點強度都有所損失，其中含Ni焊

3、盤所得焊點拉伸強度有大幅度下降，對焊點斷裂位置分析，結(jié)果表明經(jīng)過激光二次加熱的焊點斷裂位置由激光一次加熱所得焊點的Au-Sn二元相層轉(zhuǎn)變到(Au,Sn,Cu)三元相層和(Au,Sn,Cu,Ni)四元相與焊盤界面處。熱循環(huán)疲勞過程中，兩種焊盤焊點界面金屬間化合物演變規(guī)律大致相同，Au/Cu焊盤中，Cu大量向焊點內(nèi)擴散，界面處(Au,Sn,Cu)三元相最終生成(Au,Cu)6Sn5穩(wěn)定相，Au/Ni/Cu焊盤中，Ni、Cu與Au、Sn可以互

4、擴散，界面(Au,Sn,Cu,Ni)四元相最后演變成(Au,Cu,Ni)Sn4。兩種焊盤熱疲勞后所得焊點的拉伸強度變化規(guī)律大致相同，在100次循環(huán)之前，焊點強度有大幅下降，100次循環(huán)至500次循環(huán)之間，焊點強度變化不大，趨于穩(wěn)定。對焊點斷裂位置分析，結(jié)果顯示無論是激光一次加熱還是激光二次加熱，經(jīng)過熱疲勞循環(huán)的焊點斷裂位置大致相同，實驗結(jié)果表明，除了針狀Au-Sn二元相，(Au,Sn,Cu)三元相層和(Au,Sn,Cu,Ni)四元相與焊