室温下Cu/Sn3.5Ag焊点/Cu体系中电迁移引发裂纹的形成

Electromigration （EM） behavior of Cu/Sn3.5Ag/Cu solder reaction couple was investigated with a high current density of 5 × 10^3 A/cm^2 at room temperature. One dimensional structure, copper wire/solder ball/copper wire SRC was designed and fabricated to dissipate the Joule heating induced by the current flow. In addition, thermomigration effect was excluded due to the symmetrical structure of the SRC. The experimental results indicated that micro-cracks initially appeared near the cathode interface between solder matrix and copper substrate after 474 h current stressing. With current stressing time increased, the cracks propagated and extended along the cathode interface. It should be noted that the continuous Cu6Sn5 intermetallic compounds （IMCs） layer both at the anode and at the cathode remained their sizes. Interestingly, tiny cracks appeared at the root of some long columntype Cu6Sn5 at the cathode interface due to the thermal stress.     

焦耳热作用下共晶锡铋焊点电迁移特性

电迁移可以引发芯片内部互连金属引线(单一元素)中的原子或离子沿电子运动方向移动.但是,在共晶锡铋焊点中,组成的元素为锡和铋而非单一元素.由于铋原子和锡原子在高电流密度下具有不同的迁移速率,因此共晶锡铋钎料具有独特的电迁移特性.实验中采用的电流密度为104A/cm2,同时焦耳热会引发焊点温度从25升高至49℃,富铋相在此温度下会发生明显粗化,除此之外,铋原子会首先到达正极界面处并形成坚硬的阻挡层,使得锡原子的定向运动受到阻碍,最终,富锡相会,凸起,其与负极界面问会有凹谷形成.     

P对Sn-Cu无铅钎料性能的影响

添加了P到Sn-Cu系无铅钎料中,测定了钎料的熔化温度、抗氧化性能和接头蠕变疲劳寿命。结果表明:在Sn0.7Cu中添加微量的P,提高了无铅钎料的抗氧化性能,对熔化温度基本无影响。Sn0.7Cu0.005P无铅钎料合金熔化温度的峰值为226.7℃,在恒定应力为2MPa的蠕变疲劳试验中,钎料接头蠕变疲劳寿命为337.357min。     

Sb掺杂对SnAgCu无铅焊点电迁移可靠性的影响

向Sn3.8Ag0.7Cu无铅焊膏中添加质量分数为1%的Sb金属粉末,研究了其焊点在电流密度为0.34×104A/cm2、环境温度150℃下的电迁移行为。通电245h后,阴极处钎料基体与Cu6Sn5IMC之间出现一条平均宽度为16.9μm的裂纹,阳极界面出现凸起带,钎料基体内部也产生了裂纹。结果表明:1%Sb的添加使焊点形成了SnSb脆性相,在高电流密度和高温环境下产生裂纹,缩短了焊点寿命,降低了电迁移可靠性。     

焦耳热作用下共晶锡铋焊点电迁移特性

电迁移可以引发芯片内部互连金属引线（单一元素）中的原子或离子沿电子运动方向移动. 但是,在共晶锡铋焊点中,组成的元素为锡和铋而非单一元素. 由于铋原子和锡原子在高电流密度下具有不同的迁移速率,因此共晶锡铋钎料具有独特的电迁移特性. 实验中采用的电流密度为1E4A/cm2,同时焦耳热会引发焊点温度从25升高至49℃,富铋相在此温度下会发生明显粗化,除此之外,铋原子会首先到达正极界面处并形成坚硬的阻挡层,使得锡原子的定向运动受到阻碍,最终,富锡相会凸起,其与负极界面间会有凹谷形成.     

Ni颗粒对SnBi焊点电迁移的抑制作用

为抑制芯片中微小焊点的电迁移,向共晶SnBi钎料中添加微米级Ni颗粒,并在φ0.5mm铜线接头上形成焊点。结果表明:当电流密度为104A/cm2、通电96h后,阳极附近没有出现富Bi层,即电迁移现象得到抑制。这是由于Ni颗粒与Sn形成了IMC,阻挡了Bi沿Sn基体扩散的快速通道,防止了两相分离,提高了焊点可靠性。     

SnAgCu无铅焊点的电迁移行为研究

电迁移引发的焊点失效已经成为当今高集成度电子封装中的最严重的可靠性问题之一。应用SnAgCu无铅焊膏焊接微米级铜线,进行电迁移实验。结果表明:焊点形貌从原来的光滑平整变得凹凸不平,阴极处出现了裂纹和孔洞,并且在铜基板和Cu6Sn5金属间化合物(IMC)之间出现薄薄的一层Cu3Sn金属间化合物,由ImageJ软件测量其平均厚度约为2.11μm;而在阳极附近没有明显的Cu3Sn金属间化合物形成。     

无铅回流焊焊点形成过程的实时监测与分析

利用实时摄像、图像采集、转录装置等对电容、电阻、塑封有引线芯片载体(PLCC)、二极管等元器件的无铅回流焊过程进行了实时监测和同步拍摄,实时记录了回流焊过程中焊点形成的全过程。特别地,分析了回流焊过程中焊膏对元件所表现出的极强的自对中能力及一些焊接缺陷(如立碑现象)的形成过程。     

冷却介质对BGA焊球质量的影响

采用均匀液滴喷射法制备BGA焊球,以硅油和花生油作为冷却介质,研究了冷却介质在150,200和250℃时对Sn-3.0Ag-0.5Cu焊球球形度和表面质量的影响,对焊球的显微组织进行了分析.结果表明,硅油和花生油作为冷却介质,温度为200℃时得到的焊球球形度最好,球形度分别为92.2%和98.2%.另外,提高冷却介质温...     

无铅钎料电迁移可靠性研究进展

随着电子器件焊点尺寸及其间距的日趋减小,电流密度急剧增加,从而引发的电迁移可靠性问题更加显著。电迁移效应的发生,使得在阴极附近出现裂纹和孔洞,在阳极则产生小丘或堆积,从而导致电路短路或断路。介绍了近年来国内外关于无铅钎料合金包括SnAgCu、SnAg、SnZn和SnBi等电迁移研究,对实验的结果、特征及其方案进行了综述和评论。