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文檔簡介
1、隨著電子產(chǎn)品行業(yè)的無鉛化以及其尺寸的微型化,在電子產(chǎn)品的封裝互連中,Sn焊料凸點(diǎn)的Sn須生長成為制約電子產(chǎn)品的可靠性和使用安全性的一大瓶頸。近年來,脈沖電鍍技術(shù)已成為電子行業(yè)金屬淀積的主要手段,并在集成電路的Cu互連工藝和光刻顯影中得到有效的應(yīng)用。因此,本論文將脈沖電鍍技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用到電子產(chǎn)品的封裝互連工藝中,采用該技術(shù)制備Ni、Sn鍍層,比較研究了脈沖電鍍和直流電鍍對Sn須生長的影響,并對相關(guān)機(jī)理進(jìn)行了討論。
第一、論文
2、研究了在Cu襯底上脈沖電鍍Ni層,通過掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)表征了Ni層的表面形貌和晶向。結(jié)果表明,與直流電鍍Ni層相比,脈沖電鍍得到的Ni鍍層表面晶粒大小均勻,排列一致,且可適用的鍍Ni電流密度范圍增大。此外,脈沖電鍍使Ni層中Ni(200)晶面的擇優(yōu)取向大大提高,由于Ni(200)晶面具有較小的晶面間距,因此該鍍層將有利于減少原子的晶界擴(kuò)散,增強(qiáng)其阻擋擴(kuò)散性能。
第二、比較研究了脈沖鍍和直流鍍Ni阻擋
3、層對Cu/Ni/Sn結(jié)構(gòu)中Sn須生長的影響以及表面Sn層結(jié)構(gòu)的變化。實(shí)驗(yàn)表明脈沖鍍Ni阻擋層能有效抑制Sn須生長。這歸因于以下幾個原因:(1)脈沖鍍Ni阻擋層有利于后續(xù)電鍍的Sn層中Sn(321)晶面的生長,而Sn(321)晶面具有較大的晶粒尺寸和較小的晶面間距,能有效抑制Cu原子在Sn層內(nèi)的擴(kuò)散,因而抑制了Sn-Cu金屬間化合物(IMCs)的形成,緩解Sn須的生長。另外,Sn原子本身的橫向擴(kuò)散也受到抑制,阻止了Sn須的繼續(xù)生長。(2)
4、脈沖鍍Ni阻擋層導(dǎo)致更多的Ni4Sn3的形成和更少的Sn-CuIMCs生成,因此大大降低了Sn層內(nèi)的壓應(yīng)力,所以能很大程度上抑制Sn須生長。(3)脈沖鍍Ni阻擋層的樣品在焊流循環(huán)中形成了Sn-~0.7wt.%Cu合金,這也有利于緩解Sn須生長。
第三、比較研究了脈沖鍍Sn和直流鍍Sn對Cu/Ni/Sn結(jié)構(gòu)中Sn須生長的影響以及樣品表面微結(jié)構(gòu)的變化。研究表明,與直流電鍍Sn覆層樣品相比,脈沖鍍Sn層可以有效地緩解Sn須生長。
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