電子器件微型化、高性能、高可靠性的趨勢(shì)使集成電路（IC）向集成度更高、封裝焊點(diǎn)尺寸更小的方向發(fā)展,造成焊點(diǎn)承受的電流密度越來(lái)越大。電流密度的增大會(huì)產(chǎn)生較大的焦耳熱,因此在焊點(diǎn)兩端會(huì)產(chǎn)生更大的溫度梯度,使焊點(diǎn)的服役環(huán)境更加嚴(yán)峻。一方面,微焊點(diǎn)兩端溫度梯度的增大會(huì)引發(fā)熱遷移現(xiàn)象,促使原子進(jìn)行定向遷移,使微焊點(diǎn)的顯微組織發(fā)生變化;另一方面,互連焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)中基板、釬料以及封裝材料的熱膨脹系數(shù)不同,在服役過(guò)程中,微焊點(diǎn)由于熱應(yīng)力的變化產(chǎn)生蠕變變形與破壞。熱遷移與蠕變作為微電子封裝中常見(jiàn)的兩種失效形式,對(duì)其進(jìn)行研究具有十分重要的意義。本文采用實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式,對(duì)電子封裝行業(yè)中兩種主流封裝技術(shù)（倒裝芯片、三維硅通孔）中不同特征尺寸的微焊點(diǎn)在熱遷移條件下的蠕變行為進(jìn)行研究。采用ANSYS有限元分析軟件,對(duì)焊點(diǎn)內(nèi)部的蠕變變形量進(jìn)行計(jì)算,用蠕變變形量來(lái)表征焊點(diǎn)的蠕變損傷,為焊點(diǎn)的壽命預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)。首先研究了高度為800μm的Cu/Sn0.7Cu/Cu焊點(diǎn)的蠕變性能。對(duì)微焊點(diǎn)施加1.78MPa、2.53MPa和3.62MPa的剪切應(yīng)力,再耦合1046℃/cm的溫度梯度進(jìn)行熱遷移蠕變實(shí)驗(yàn);為了... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電子封裝互連焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文寧[30]等人采用 Cu/Sn/Cu 焊點(diǎn)在 250℃和 280℃下進(jìn)行等溫時(shí)效究了熱遷移對(duì)液-固界面的 IMC 生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的影響。Cu原子子濃度平衡，熱端 Cu原子濃度下降，冷端 Cu原子濃度增大，導(dǎo)應(yīng)的界面 IMC 出現(xiàn)不對(duì)稱生長(zhǎng)。相比于原子在固態(tài)釬料基體料基體中的擴(kuò)散速率要大得多，因此原子進(jìn)行熱遷移的溫度梯象更容易發(fā)生。

圖 1-3 金屬蠕變的三個(gè)階段Fig.1-3 Three stages of creep應(yīng)變率隨時(shí)間的增大而減小，這一階段的時(shí)間非態(tài)蠕變速率；第三階段，在很短的時(shí)間內(nèi)蠕變。蠕變第二階段歷時(shí)最長(zhǎng)、微觀變形機(jī)理相對(duì)簡(jiǎn)，因此目前學(xué)者都圍繞蠕變的第二階段開(kāi)展材料程中，由于蠕變的機(jī)制很復(fù)雜，受各種因素的影響，作為研究重點(diǎn)。第二階段中穩(wěn)態(tài)蠕變速率是蠕變的溫度、應(yīng)力、時(shí)間以及材料的屬性有關(guān)，其具 RTQTstfTsteiii(,,)(,,).

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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