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电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响

黄明亮 陈雷达 周少明 赵宁

电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响

黄明亮, 陈雷达, 周少明, 赵宁
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-31
  • 修回日期:  2012-06-25

电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响

  • 1. 大连理工大学, 材料科学与工程学院, 辽宁省先进连接技术重点实验室, 大连 116024
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: U0734006, 51171036) 和中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: DUT11RC(3)56)资助的课题.

摘要: 本文研究了150 ℃, 1.0× 104 A/cm2条件下电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响. 回流后在solder/Ni和solder/Ni-P的界面上均形成(Cu,Ni)6Sn5类型金属间化合物. 时效过程中两端界面化合物都随时间延长而增厚, 且化合物类型都由(Cu,Ni)6Sn5转变为(Ni,Cu)3Sn4. 电迁移过程中电子的流动方向对Ni-P层的消耗起着决定性作用. 当电子从基板端流向芯片端时, 电迁移促进了Ni-P层的消耗, 600 h后阴极端Ni-P层全部转变为Ni2SnP层. 阴极界面处由于Ni2SnP层的存在, 使界面Cu-Sn-Ni三元金属间化合物发生电迁移脱落溶解, 而且由于Ni2SnP层与Cu焊盘的结合力较差, 在Ni2SnP/Cu界面处会形成裂纹. 当电子从芯片端流向基板端时, 阳极端Ni-P层并没有发生明显的消耗. 电流拥挤效应导致了阴极芯片端Ni层和Cu焊盘均发生了局部快速溶解, 溶解到钎料中的Cu和Ni原子沿电子运动的方向往阳极运动并在钎料中形成了大量的化合物颗粒. 电迁移过程中(Au,Pd,Ni)Sn4的聚集具有方向性, 即(Au,Pd,Ni)Sn4因电流作用而在阳极界面处聚集.

English Abstract

参考文献 (14)

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