發(fā)布時間：2024-12-18 02:01

　　在全球信息化產業(yè)快速發(fā)展的今天,集成電路中元器件的數(shù)目以超出摩爾定律的速度快速增長,以滿足電子產品小型化及多功能化的特點。電子產品封裝密度的不斷提高及元器件尺寸的減少,使得封裝系統(tǒng)中的重要組成部分——互連焊點在服役過程承受過高的電流密度及焦耳熱作用,加速焊點電遷移現(xiàn)象的產生。因此,電遷移成為焊點重要的可靠性問題。釬料復合的方式是提高焊點綜合可靠性的有效方法之一,在釬料基體中加入Cu₆Sn₅增強相能夠有效提高焊點的力學性能,因此選用Cu₆Sn₅作為增強相以提高焊點電遷移可靠性。探究Cu₆Sn₅增強相對焊點電遷移行為的抑制機理為本論文的研究重點之一,能夠為焊點電遷移可靠性的提高提出有效方法。另外,由于無鉛互連焊點中Sn為主要成分,Sn的各向異性對焊點的電遷移行為產生了重要的影響,然而Sn晶體取向的影響作用卻往往被忽視。因此,系統(tǒng)的研究Sn晶體取向對復合釬料焊點電遷移行為影響及影響機理為本論文的另一研究重點,為更好地理解Sn晶體取向對焊點電遷移行為的影響奠定了理論...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 無鉛焊點各向異性的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Sn晶粒的各向異性
        1.2.2 焊點各向異性對可靠性的影響
    1.3 電遷移的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 電遷移及其抑制方法
        1.3.2 Sn晶體取向對焊點電遷移行為的影響
    1.4 復合釬料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 復合釬料及其焊點力學性能
        1.4.2 復合釬料焊點的電遷移可靠性
        1.4.3 Cu₆Sn₅ 增強復合釬料焊點的可靠性研究
    1.5 本論文的主要研究內容
第2章 實驗材料及方法
    2.1 實驗材料及樣品結構
        2.1.1 材料選擇
        2.1.2 樣品結構
    2.2 樣品制備
        2.2.1 復合釬料制備
        2.2.2 焊點制備
    2.3 電遷移實驗
        2.3.1 微觀組織演變
        2.3.2 壽命測評
    2.4 表征方法
第3章 Sn晶體取向對Cu₆Sn₅ 增強Sn3.5Ag釬料焊點電遷移行為影響研究
    3.1 Sn晶體取向的確定
    3.2 Sn晶體c軸軸向對焊點電遷移行為的影響
    3.3 電遷移過程中Sn晶體c軸軸向對焊點表面的影響
    3.4 電遷移過程中Sn晶體c軸軸向對焊點內部的影響
    3.5 Sn晶體取向對IMC擠出形貌的影響
    3.6 本章小結
第4章 Sn晶體c軸與電流方向夾角對Cu₆Sn₅ 增強Sn3.5Ag釬料焊點電遷移行為影響研究
    4.1 Sn晶體θ角對正向觀察面微觀組織的影響
    4.2 正向觀察面不同θ角與對IMC生長規(guī)律的影響
        4.2.1 不同θ角對正極基板處IMC層厚度的影響規(guī)律
        4.2.2 不同θ角對釬料基體內IMC面積的影響規(guī)律
        4.2.3 不同θ角與Cu擴散系數(shù)的影響關系
    4.3 Sn晶體θ角對反向觀察面微觀組織的影響
    4.4 本章小結
第5章 Cu₆Sn₅ 增強相對Sn3.5Ag釬料焊點電遷移行為影響研究
    5.1 正向觀察面Cu₆Sn₅ 增強相對焊點微觀組織的影響
    5.2 Cu₆Sn₅ 增強相對IMC生長行為的影響
        5.2.1 不同θ角對正極基板處IMC層厚度的影響規(guī)律
        5.2.2 不同θ角對釬料基體內IMC面積的影響規(guī)律
    5.3 反向觀察面Cu₆Sn₅ 增強相對焊點微觀組織的影響
    5.4 Cu₆Sn₅ 增強相對焊點電遷移壽命的影響
    5.5 本章小結
第6章 Cu₆Sn₅ 增強相對Sn3.5Ag釬料焊點電遷移行為的緩解機理
    6.1 釬料基體中IMC的初始生長行為
    6.2 釬料基體中IMC相界面演變對電遷移的抑制作用
        6.2.1 電遷移前的IMC/Sn相界面
        6.2.2 電遷移初期的IMC/Sn相界面
        6.2.3 電遷移后期的IMC/Sn相界面
    6.3 Cu₆Sn₅ 晶體結構對焊點電遷移的緩解作用
    6.4 Cu₆Sn₅ 增強相提高焊點電遷移可靠性的作用機理
        6.4.1 Cu₆Sn₅ 增強相阻礙Cu原子擴散作用機理
        6.4.2 Cu₆Sn₅ 增強相吸收Cu原子作用機理
    6.5 本章小結
結論
主要創(chuàng)新點
參考文獻
攻讀博士學位期間的研究成果
致謝



本文編號：4016872