电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu焊点界面反应的影响

摘要：

研究了温度为150℃,电流密度为5.0×103 A/cm2的条件下电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu焊点界面反应的影响.回流焊后在Sn3.0Ag0.5Cu/Ni和Sn3.0Ag0.5Cu/Cu的界面上均形成了(Cu,Ni)6Sn5型化合物.时效过程中界面化合物随时效时间增加而增厚,时效800 h后两端的化合物并没有发生转变,仍为(Cu,Ni)6Sn5型.电流方向对Cu基板的消耗起着决定作用.当电子从基板端流向芯片端时,电流导致基板端Cu焊盘发生局部快速溶解,并导致裂纹在Sn3.0Ag0.5Cu/(Cu,Ni)6Sn5界面产生,溶解到钎料中的Cu原子在钎料中沿着电子运动的方向向阳极扩散,并与钎料中的Sn原子发生反应生成大量的Cu6Sn5化合物颗粒.当电子从芯片端流向基板端时,芯片端Ni UBM层没有发生明显的溶解,在靠近阳极界面处的钎料中有少量的Cu6Sn5化合物颗粒生成,电迁移800 h后焊点仍保持完好.电迁移过程中无论电子的运动方向如何,均促进了阳极界面处(Cu,Ni) 6Sn5的生长,阳极界面IMC厚度明显大于阴极界面IMC的厚度.与Ni相比,当Cu作为阴极时焊点更容易在电迁移作用下失效.

关键词：电迁移、Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu、界面反应、金属间化合物

所属期刊栏目：48

分类号：TG115(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金U0734006;辽宁省自然科学基金20082163

在线出版日期：2012-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：321-328