在激光二極管LD封裝中Au80Sn20焊點(diǎn)的可靠性研究.pdf

1、近年來(lái)由于環(huán)境保護(hù)要求的加強(qiáng)，各國(guó)都制定了相關(guān)法令禁止在電子工業(yè)中使用含鉛焊料，因此迫切要求研究一些新型的無(wú)鉛焊料來(lái)替代通用的SnPb焊料。在高功率電子和光電子封裝中，無(wú)鉛釬料Au80Sn20被廣泛地使用來(lái)作為氣密性和芯片貼附材料，但是目前對(duì)該焊料力學(xué)性能的研究還不完善，尤其是高溫蠕變性能。所以本文首先通過(guò)壓痕試驗(yàn)和蠕變拉伸試驗(yàn)研究了Au80Sn20焊料的力學(xué)性能，得出了彈性模量與溫度的線性關(guān)系，并推導(dǎo)了該焊料的蠕變本構(gòu)方程。

2、在激光二極管(LD)封裝中選用了兩種無(wú)鉛釬料：Au80Sn20(AuSn)焊料和Sn95.5-Ag3.8-Cu0.7-0.01CNT(SnAgCu)焊料。在封裝過(guò)程中LD芯片有兩種鍵合配置：面朝上和面朝下。本文將使用有限元ANSYS軟件對(duì)LD的MCM組件進(jìn)行熱循環(huán)模擬，重點(diǎn)研究不同鍵合配置對(duì)AuSn焊點(diǎn)可靠性的影響，其主要結(jié)論如下： 無(wú)論是那種鍵合配置，AuSn焊點(diǎn)上最危險(xiǎn)的部位都是焊點(diǎn)邊緣的四個(gè)角。從焊點(diǎn)的可靠性角度出發(fā)，面朝

3、下鍵合配置更優(yōu)越；從LD芯片的可靠性角度出發(fā)，面朝上鍵合配置更優(yōu)越，但是從熱量擴(kuò)散和不同鍵合配置對(duì)LD芯片電氣特性的影響角度考慮，則是優(yōu)選面朝下鍵合配置。從MCM整體分析中發(fā)現(xiàn)，處于低溫狀態(tài)時(shí)，位于AuSn焊點(diǎn)下的Ni渡層，其邊緣四個(gè)角的應(yīng)力值最大，而處于高溫狀態(tài)時(shí)，位于SnAgCu焊點(diǎn)上的Ni渡層，其四條邊緣的應(yīng)力值最大，是整個(gè)MCM組件中最容易發(fā)生破壞的地方。對(duì)比AuSn焊點(diǎn)和SnAgCu焊點(diǎn)中蠕變最大點(diǎn)的蠕變曲線和應(yīng)力曲線，發(fā)現(xiàn)A