电子封装中的焊点及其可靠性.pdfVIP

　　 科技动态　　　　 电子封装中的焊点及其可靠性 1 2 1 1 1 1 1 王　谦 , , 汪刚强 , 耿志挺 , 黄　乐 , 唐祥云 , 马莒生 Sh i W e i R icky L E E ( 1 清华大学 材料科学与工程系, 北京　100084; 2 香港科技大学 机械工程系, 中国香港) 摘要: 在电子封装中, 焊点失效将导致器件乃至整个系统失效, 焊点失效的起因是焊点中热循环引起的裂纹 及其扩展。从焊点的微观组织及其变化、焊点失效分析、焊点可靠性预测等方面介绍了对电子封装焊点及其可靠 性研究的状况。 关键词: 电子封装; 焊点; 可靠性 中图分类号: TN 45　　文献标识码: A 　　文章编号: 100 12028 (2000) 　　为提高集成度, 减小器件的尺寸, 提高速度与自动化程度, 焊料的优点是熔点较低, 低成本, 钎焊性能、导电连续性和加 电子封装中广泛采用的 SM T 封装技术及新型的芯片尺寸封装 工性能较好; 其缺点是剪切强度、抗蠕性能和抗热机械疲劳性 ( ) ( ) 〔1〕 C SP 、球阵列 B GA 等封装技术均要求通过焊点直接实现 能较低, 铅有毒性, 会污染环境 。 ( ) 异材间电气及刚性机械连接 主要承受剪切应变 。 不同级别封装的焊料的熔点不相同, 越靠后, 焊料的熔点 异材的热膨胀系数不匹配将在服役过程中引起刚性机械 越低。 连接焊点应变; 焊点的服役环境温度很高, 焊料的熔点温度 为解决环境污染问题, 无铅焊料的开发已兴起, 如 ts Sn A g 一般为 180～ 300 ℃, 工作温度可高达 90～ 150 ℃, 超过焊料的 系、 系、 系等, 但因受成本、技术及环境等因素的限 Sn In In B i ( ) 再结晶温度 0 3～ 0 5 ts ; 电子器件频繁的开关使得器件在高 制, 尚未得到广泛应用。 温低温下经受循环往复的应力作用。在这种服役条件下, 焊点 2　焊点的微观组织结构及其变化〔2 〕 的微观结构、形变和断裂机制都会发生变化。循环应变和高温 的共同作用会导致焊点热循环损伤。因此, 可以说焊点的强度, 在热循环过程中, 焊点的组织结构会发生变化, 影响焊点 即耐热循环性能在很大的程度上决定了系统的可靠性。 的可靠性。 随着微电子电路集成度的大幅度提高, 焊点的数 目越来越 焊点的微观组织结构包括焊点本身的组织结构和焊点与