电流密度对电-热耦合下微焊点界面形貌的影响北大核心CSCD

针对电子封装器件中Cu/焊料/Ni焊点结构的电-热耦合效应问题,通过回流焊工艺制备Cu/Sn3.0Ag0.5Cu-0.01BP/Ni微焊点,在焊点电-热耦合实验平台上进行了四种电流密度下的热电应力实验。采用SEM和EDS研究了电流密度对电-热耦合下微焊点界面形貌的影响,探讨了阴极和阳极两侧电迁移行为以及IMC层生长机制。结果表明,当电子从阴极Cu端流向阳极Ni端时,在电子流的作用下Cu原子的移动速度加快,并阻碍阳极界面Ni原子流向Cu端。单纯热时效状态下,阳极和阴极界面厚度增长缓慢,而高电流密度下则快速增厚。无电流时,阳极端生成(Cu_(x),Ni_(y))_(6)Sn_(5)的驱动力来源于Cu、Ni两端之间的温度梯度和浓度梯度;当电-热耦合产生效应时,相对于温度梯度和浓度梯度,电流应力逐步起主导作用,改变了阴极和阳极界面IMC层的主生长机制。     

回流时间对纯铜基板Sn0.3Ag0.7Cu钎料钎焊焊点组织和力学性能影响

以Sn0.3Ag0.7Cu为钎料,纯Cu板为基板,采用过渡液相扩散焊工艺制备Cu/Cu₃Sn/Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu多层结构全金属间化合物焊点,通过扫描电子显微镜和能谱仪分析了焊点的组织形貌和成分,测试了焊点的抗剪强度,研究了界面金属间化合物的生长机理。结果表明,由于温度梯度的影响,冷端Cu₆Sn₅生长速度大于热端。回流时间为5 h时,焊缝形成全金属间化合物,焊缝界面较为平整且无缺陷,抗剪强度由32.16 MPa降至21.29 MPa,降低了33.8%,断裂模式由塑性断裂最终演变为脆性断裂。