含有限晶粒的微小接頭的原位SEM拉伸實(shí)驗(yàn).pdf

1、微電子封裝不斷向更高密度發(fā)展，微互連尺寸越來越小。當(dāng)其尺寸下降至微米級(jí)別時(shí)，對(duì)于錫基釬料焊點(diǎn)來說，其內(nèi)部所含晶粒數(shù)量將是有限的。含有限晶粒微小焊點(diǎn)的力學(xué)性能可能有別于大尺寸焊點(diǎn)。因此，深入研究微小無鉛焊點(diǎn)的力學(xué)性質(zhì)和微觀斷裂行為對(duì)于更好地預(yù)測(cè)電子封裝產(chǎn)品的可靠性具有重要意義。
　　本文針對(duì)Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu的對(duì)接接頭進(jìn)行研究。利用電子背散射衍射技術(shù)考察了不同接頭焊縫金屬內(nèi)有限晶粒分布和晶體取向規(guī)律；利用原位SEM拉

2、伸實(shí)驗(yàn)分析不同接頭的變形及斷裂行為，研究中考察了不同晶粒分布和取向、不同組織、不同位置不同形態(tài)的缺陷和金屬間化合物對(duì)變形及斷裂行為的影響。
　　研究結(jié)果表明：尺寸規(guī)格為1×1×1mm3的釬焊接頭焊縫金屬的晶粒個(gè)數(shù)有限。晶粒雖無擇優(yōu)取向，但排斥垂直焊盤方向的取向。相鄰晶粒c軸之間取向差主要分布在50°～75°之間。在受外載荷作用時(shí)，不同的晶粒所受的應(yīng)力不同，晶體取向與x軸方向相差最小的晶粒所受的應(yīng)力最大。通過測(cè)量晶粒表面產(chǎn)生的滑移線

3、的方向，可確認(rèn)所激活的滑移系的滑移面。通過計(jì)算β-Sn晶體中不同滑移系的取向因子，可推測(cè)變形過程中所激活的滑移系，并通過測(cè)量晶粒表面產(chǎn)生的滑移線的方向得以驗(yàn)證。一次釬焊接頭焊縫金屬的共晶組織中的Ag3Sn細(xì)小且分布密集，對(duì)塑性變形及裂紋擴(kuò)展都有一定的抑制作用。多次重熔接頭焊縫金屬中存在大量的大尺寸的Cu6Sn5很容易碎裂，裂口的縫隙成為裂紋源。老化接頭焊縫金屬中的金屬間化合物粗化，Ag3Sn的彌散強(qiáng)化作用較小，對(duì)變形的抑制作用減小。在變