柔性LED封裝模塊互連界面微觀結(jié)構(gòu)及演變.pdf

1、柔性LED封裝模塊以其應(yīng)用靈活、易控制等優(yōu)點(diǎn)具有極大的開(kāi)發(fā)潛能,為解決其基板表面彎曲、散熱差等可靠性問(wèn)題,本文對(duì)器件與可變形鍍Ni銅線(xiàn)之間的焊點(diǎn)進(jìn)行了高溫老化試驗(yàn),分析了鍍Ni銅線(xiàn)與釬料間的界面化合物與LED器件表面鍍層及釬料量的關(guān)系,還對(duì)用于芯片連接的新型高溫?zé)o鉛釬料Innolot在熱沖擊循環(huán)條件下的顯微組織演變、裂紋擴(kuò)展及再結(jié)晶現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　通過(guò)研究不同老化時(shí)間下銅線(xiàn)與釬料間界面化合物種類(lèi)、厚度、拉伸性能的變化,發(fā)

2、現(xiàn)雖然銅線(xiàn)與器件不是直接接觸,器件表面鍍層會(huì)嚴(yán)重影響該層化合物的演變。發(fā)現(xiàn)若鍍Ni銅線(xiàn)與Cu/Ag焊盤(pán)連接,受焊盤(pán)中Cu的影響,釬料中Cu元素向遠(yuǎn)離器件方向偏聚,促進(jìn)(Cu,Ni)6Sn5生成,并在老化中使原有的Ni3Sn4轉(zhuǎn)化為(Cu,Ni)6Sn5,且(Cu,Ni)6Sn5生長(zhǎng)速度對(duì)釬料量敏感。與Ni焊盤(pán)連接,焊接生成Ni3Sn4,老化中Cu僅來(lái)源于釬料,只能生成生長(zhǎng)較慢且速度對(duì)釬料量不敏感的(Ni,Cu)3Sn4。若釬料可提供足夠

3、Cu源,可直接生成(Cu,Ni)6Sn5三元化合物,且生長(zhǎng)速度比靠器件焊盤(pán)提供Cu源快?；衔镉蒒i3Sn4轉(zhuǎn)化為(Cu,Ni)6Sn5和(Ni,Cu)3Sn4會(huì)導(dǎo)致拉伸性能下降,Cu-Ni-Sn三元化合物的單純?cè)龊癫粫?huì)引起嚴(yán)重的性能下降。
　　利用無(wú)損檢測(cè)、偏光觀察、EBSD分析、斷口觀察等手段發(fā)現(xiàn)Innolot釬料(SnAg3.8Cu0.7Ni0.12Sb1.5Bi3)具備優(yōu)良的抗熱沖擊能力。Sb、Bi起固溶強(qiáng)化作用,Ni與C

4、u、Sn反應(yīng)生成(Ni,Cu)3Sn4起彌散強(qiáng)化作用。焊點(diǎn)形狀影響應(yīng)力分布,進(jìn)而影響熱沖擊過(guò)程中的化合物粗化過(guò)程,最終影響裂紋擴(kuò)展路徑。Innolot釬料與普通SnAg3.8Cu0.7釬料相比,再結(jié)晶更嚴(yán)重,消耗能量多有助于阻止裂紋擴(kuò)展。應(yīng)力是Innolot釬料中的再結(jié)晶的必然條件,應(yīng)力越大,再結(jié)晶越明顯。再結(jié)晶晶粒取向的偏轉(zhuǎn)會(huì)將原有的晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)檐浫∠?有助于裂紋在低能量消耗的情況下沿原有方向擴(kuò)展。Innolot釬料大部分發(fā)生穿晶斷裂,