Cu核微焊點界面顯微組織及拉伸力學性能研究

江山　姚宗湘　左存果　尹立孟　田佳俊　劉杰

摘要：借助掃描電鏡（SEM）、動態力學分析儀（DMA）等手段，對比研究Cu核微焊點和無核微焊點的界面顯微組織演變及拉伸力學性能。結果發現，Cu核的加入使界面數量由2個變為4個，界面金屬間化合物（IMC）的種類及形貌發生變化。無核微焊點的界面化合物主要為平面狀Cu6Sn5;Cu核加入后，銅絲與釬料之間化合物主要為扇貝狀Cu6Sn5，由于鍍鎳層的存在，在Cu核與釬料之間的界面化合物以（Cux，Ni1-x）6Sn5為主。通過拉伸及斷口形貌分析發現，Cu核微焊點的拉伸強度顯著高于無核微焊點。無核微焊點斷口處存在大量河流狀花樣、撕裂棱及韌窩，表現出經典的準解理斷裂特征;而Cu核微焊點斷口處存在大量韌窩，斷裂模式接近韌性斷裂。

關鍵詞：Cu核微焊點;界面顯微組織;金屬間化合物;拉伸性能;斷口形貌

中圖分類號：TG407 文獻標志碼：A 文章編號：1001-2303（2020）02-0030-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.02.06

0 前言

隨著微電子產品從毫米級向納米級方向發展，微互連焊點工作條件日益嚴苛。焊點在電子封裝中主要起著機械支撐、電氣連接和熱交換的作用[1-2]。為保證產品需求，微互連焊點趨向極小化和高密度化，而焊點尺寸的變化以及元器件服役過程中受到外力作用，導致焊點的機械性能可能發生顯著變化，從而降低其可靠性[3-4]。若采用傳統的焊錫球進行釬焊，焊球因多次受熱將發生重熔，并在電子元器件質量作用下發生較大變形甚至潰散，從而導致封裝空間變窄，甚至焊點與零件之間發生粘連而引發短路等問題[5-6]。……