热时效对铜核SAC305微焊点组织及性能的影响

张焱 零的应 姚宗湘 刘义凯 田佳俊 尹立孟 陈玉华

摘要：对Cu/Cu-cored+SAC305/Cu微焊点及Cu/SAC305/Cu微焊点进行不同时长的热时效试验。借助扫描电镜（SEM）、动态力学分析仪（DMA）等手段，分析热时效时间对两种结构钎料焊点界面显微组织及拉伸性能的影响。结果表明：随着热时效时间的增加，焊点界面组织晶粒逐渐粗化，IMC层逐渐增厚，焊点的抗拉强度不断降低。与Cu/SAC305/Cu焊点相比，在热时效时间相同的情况下，添加Cu核可以减缓焊点界面IMC的生长速率，提高焊点的抗拉强度，而对焊点微观结构形貌的影响不显著。经断口分析发现，两种焊点断口均表现为脆性断裂特征;但Cu/Cu-cored+SAC305/Cu焊点断口表面有少量韧窝，表现出一定的韧性。

关键词：铜核焊点;热时效;界面化合物;抗拉强度

中图分类号：TG421      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）07-0006-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.07.02

0    前言

在高密度3D封装中，微互连焊点趋向极小化和高密度化[1-4]，其尺寸和间距越来越小，单位面积承载的热量越来越高，散热变得更加困难，更高的热处理环境对焊点界面IMC的影响愈发显著[5-7]。为了研究焊点在热时效作用下的可靠性，国内外学者开展了大量的工作。谢仕芳[8]等研究了Sn3.0Ag0.5Cu0.05Cr/Cu焊点界面化合物（IMC）层的热时效形貌及生长行为，结果表明微量Cr延缓了焊點界面IMC层的生长。时效时间越长，Cr的阻抑效果越明显。姚健[9]等研究了Cu/Sn3.0Ag0.5Cu/Cu焊点在373 K不同热时效时间下焊点界面IMC的生长和抗拉强度的变化，结果表明随着时效时间的延长，界面IMC不断增厚。Tanie[10]研究发现，在热循环作用下采用铜核制备的焊点断裂时间要比常规钎料的长，主要是因为铜核焊点裂纹路径较分散。……