Ni颗粒增强无铅复合钎料中IMC形态之演变

通过改变钎焊工艺曲线来控制热输入量。研究了Ni颗粒周围金属间化合物(IMC)以及钎料/基板界面处IMC的形态演变。结果表明,随着热输入量由低变高,Ni颗粒周围IMC形态从向日葵状向多边形状发展,最终成为遍布整个钎料层的细碎的IMC形态;而钎料/基板界面层,因Ni颗粒的加入,出现大量的三维孔洞状IMC。从而形成了Cu元素扩散的通道,使得界面层厚度增加且呈线性增长趋势。     

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.     

热输入及掺Ni对Sn-Ag钎料强度的影响

Sn-Ag共晶钎料中添加Ni颗粒,在钎料内部形成强化相,达到强化效果。研究了Ni颗粒的添加配比对强化效果的影响,并提出了热输入概念,通过调节热输入量控制钎料的强度。结果表明,φ(Ni)为5%是最佳配比,当热输入量为5.07时,其强度值最高,达60.71 MPa。比未添加Ni的钎料提高50%以上。     

电子组装生产的无铅技术与发展趋势

论述了国内外电子组装生产中无铅技术的现状及发展趋势.环境法规及市场对绿色产品的需求,是采用无铅生产技术的主要动力.讨论了无铅合金的选择及其基本思路,指出了无铅钎焊对电子组装生产工艺技术带来的变化,目前存在的工艺难点及需要解决的技术与质量管理问题.企业必须尽早建立实现无铅转变的时间表,应对无铅生产的挑战.     

电流密度对Sn3.0Ag0.5Cu焊点蠕变行为的影响

通过观察焊点的电阻变化和显微组织演变,研究了电流密度对Sn3.0Ag0.5Cu焊点蠕变行为的影响。结果表明:焊点在低电流密度条件下蠕变时,其电阻波动大、寿命长,失效机制由蠕变过程主导,损伤逐渐累积导致最终失效;焊点在高电流密度条件下蠕变时,其电阻波动小、寿命短,电迁移作用缓解了焊点的初期蠕变损伤,但是加速了焊点后期脆性断裂失效。     

无铅焊点在热疲劳和电迁移作用下的组织演变

研究了Cu/Sn-58Bi/Cu焊点接头在室温和55℃下通电过程中阴极和阳极界面处微观组织的演变,电流密度均采用104A/cm2。结果表明,室温条件下通电达到25 d,Bi原子由阴极向阳极发生了扩散迁移,在阳极界面处形成了厚度约22.4μm的均匀Bi层,而阴极出现了Sn的聚集。加载55℃通电2 d后,焊点发生了熔融,阴极界面处形成了厚度为34.3μm的扇贝状IMC,而阳极界面IMC的厚度仅为9.7μm。在IMC层和钎料基体之间形成了厚度约7.5μm的Bi层,它的形成阻碍了Sn原子向阳极界面的扩散迁移,进而阻碍了阳极界面IMC的生长,导致了异常极化效应的出现。     

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.     

颗粒增强Sn-Ag基无铅复合钎料显微组织与性能

通过外加法向Sn-3.5Ag焊料中加入体积分数为10%的微米级Cu、Ni颗粒制备了无铅复合钎料,对钎料的显微组织、拉剪及润湿性能进行了研究。结果表明,颗粒周围以及基板界面处的显微组织中生成了金属间化合物,其形态及大小因加入颗粒而不同。颗粒的加入提高了钎料钎焊接头的剪切强度,其中Cu颗粒增强的接头的剪切强度提高了33%,Ni颗粒的提高了20%。两种复合钎料的铺展面积均下降了约15%,其中Cu颗粒增强复合钎料润湿角由11°增加到18°。