学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无铅焊点低温超声互连的机理及可靠性研究

作　者: 李卓霖
导　师: 李明雨
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 无铅焊点低温超声互连局部熔化连接机理可靠性
分类号: TG441
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 40次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

以钎料凸点作为导电端的倒装芯片技术,由于其能有效增加封装密度,被广泛的应用于高I/O端口数集成芯片与基板间的细小间隙互连,并已被证明是一种高强度高可靠性的封装工艺。但对于传统的钎料凸点倒装工艺如热风、红外或热板回流焊来说,为熔化钎料凸点而施加的高温很可能同时造成芯片内精密电路的热损伤,这已被视为微电子产业面临的一项技术挑战。然而,对于超声连接来说,整个连接过程中器件一直处于室温环境下,仅靠压力和超声振动实现连接,因此可以避免高温带来的热损伤,同时连接时间大幅缩短并可有效控制金属间化合物(IMCs)在连接界面的过度生长,改善焊点的可靠性。此外,由于焊盘表面的氧化层及污染物可以在超声振动的作用下被去除,超声倒装还是一种免钎剂的互连工艺。本文研究了Sn3.5Ag无铅焊点低温超声互连的机理与可靠性,内容主要包括以下几个方面:(1)无铅焊点低温超声互连时的局部熔化现象:测试在超声连接过程中连接界面及钎料体内部的温升情况,并在偏振光显微镜下观察了焊点内部局部熔化区与非熔化区的微观组织的差别,结合温度和组织两方面的信息证明了超声连接时钎料凸点在界面处发生了局部熔化。(2)无铅焊点低温超声互连时的连接界面的冶金反应:利用电子显微镜(SEM)研究了钎料与Cu基板间生成的IMCs的尺寸,形貌及分布,利用微区XRD(Micro-XRD)分析了IMCs的成分,确定超声连接是发生了非平衡的冶金反应生成了Cu6.26Sn5和Ag4Sn两种金属间化合物。此外,还发现Cu6.26Sn5的形貌在不同的焊接时间下会发生演变,结合冶金动力学对这种形貌的演变做出了解释(3)无铅焊点低温超声互连的可靠性:主要是通过对不同焊接时间下获得的焊点的抗剪切性能测试,研究了其断裂时所受最大剪切力随时间参数的变化规律,观察断口形貌,总结焊点失效的机制,研究了不同的IMCs形貌及尺寸对超声焊点可靠性的影响规律及作用机制。

无铅焊点低温超声互连的机理及可靠性研究

内容摘要

全文目录

相似论文