感應加熱重熔焊點界面反應及可靠性研究.pdf

1、釬料凸臺和互連焊點的重熔是面陣封裝的關鍵技術之一。由于感應加熱方法的三維選擇性加熱，加熱集中，加熱速度快，加熱效率高等特點，在面陣封裝中受到了廣泛的關注。由于感應加熱是對焊點進行局部選擇性加熱，故互連焊點的接合機制具有一定的特殊性，界面處生成的金屬間化合物的形貌與傳統(tǒng)整體加熱重熔方法制備的焊點存在一定的差異。
　　本課題主要基于感應加熱在面陣封裝中的應用，研究了感應加熱時焊點界面冶金反應的特殊接合機制以及界面金屬間化合物形貌對焊點

2、可靠性的影響。研究內容主要包括以下兩方面：
　　(1)通過與傳統(tǒng)熱風重熔釬料凸臺的對比，研究了高頻感應加熱時液態(tài)釬料與固態(tài)焊盤以及在后續(xù)的老化過程中固態(tài)釬料與固態(tài)焊盤之間的界面反應，并對反應中生成的界面金屬間化合物形貌以及其形成的機制作了討論。實驗表明，隨著反應溫度的增加，金屬間化合物層逐漸由扇貝形轉變成棱鏡形，高頻感應加熱重熔時焊盤界面外圍存在的棱鏡狀金屬間化合物表明感應加熱時溫度不均勻。扇貝狀金屬間化合物的生長主要由熟化通量控

3、制，界面化合物的總量增長相對緩慢。棱鏡狀金屬間化合物的生長主要由界面反應通量控制，由于晶粒間的幾乎沒有熟化作用，故 Cu原子的快速擴散通道得以保存，界面金屬間化合物的總量增長相對較快。固相老化過程中不同形貌的界面金屬間化合物層的增長僅受焊盤Cu原子擴散的影響，其厚度均隨老化時間的平方根呈線性增長。
　　(2)對焊點進行剪切實驗，研究了不同剪切速度下不同形貌的金屬間化合物對焊點可靠性的影響。分析研究表明，由于釬料在室溫下的高應變速率