微电子封装中sn-ag-cu焊点剪切强度研究 study on the shear testing of sn-ag-cu solder joint in microelectronic packaging.pdfVIP

技术专栏 Technology Column T S 微电子封装中Sn-Ag-Cu焊点剪切强度研究 谷博 王 唐兴勇 俞宏坤 肖斐 复旦大学材料系 上海 200433 摘要 提出了一种对微电子封装器件中焊点剪切强度进行测试的方法 可有效降低测试误差 利用该 方法 对Sn-Ag-Cu无铅焊料分别在Cu基板和Ni-P基板上形成的焊点 经不同的热时效后的剪切强度进行 了测量 并对断裂面的微观结构进行了研究 结果表明 新的剪切测试方法误差小 易于实施 焊点剪 切强度 断裂面位置与焊料在不同基板界面上金属间化合物的形貌 成分有关 关键词 Sn-Ag-Cu无铅焊料 剪切强度 金属间化合物 中图分类号 TN305.96文献标识码 A文章编号 1003-353X(2006)05-0325-04 in Microelectronic Packaging ( 200433China) Abstract: Key words:Sn-Ag-Culead-free soldershear strengthintermetallic compound 剪切强度与焊盘金属和焊球焊接界面金属间化合物 1 引言 IMC的厚度成反比 Ni-P基板上的Ni-P镀层可有 BGA封装技术在高I/O表面贴装器件方面得到 效地阻挡Sn的扩散 减小IMC层的厚度 提高焊点 了广泛应用 BGA封装元器件的焊点常常由于热失 剪切强度 IMC的厚度还与器件经历的热过程相关 配 器件装配外力等原因发生剪切破坏 良好的焊点 通过一定温度下不同时效后 对焊点剪切强度的测 剪切强度是器件高可靠性的重要保障 BGA焊点剪切 试 可作为评价焊点可靠性的依据 从微观上看 焊 强度与焊球材料和焊盘金属有关 传统的铅锡焊料由 接界面材料微观结构的变化直接影响焊点剪切强度的大 于含有对人体及环境危害严重的铅 正逐步被无铅焊 小[34] 结合宏观剪切强度测试结果与材料微观结构 料所取代[12] Sn-Ag-Cu即是目前常用的一类无铅焊 变化的研究 对深入理解焊点可靠性有参考价值 料[2] 因回流焊工艺与材料的差异 无铅BGA焊点 本文改进了焊点剪切实验方法 对Sn-3.5Ag- 与铅锡BGA焊点的剪切强度不同 另一方面 焊点 0.7Cu无铅焊料分别在Cu和Ni-P基板上的剪切强度进 行了研究 并讨论了时效对 和Sn- 基金项目 APEC科技产业合作基金项目(中 美 日等多边 3.5Ag-0.7Cu/Ni-P两种焊点剪切强度的影响 结合无铅 合作环保型互联材料及其在微电子封装中的应用技术研究) May 2006 325 技术专栏 T Technology Column S 焊料剪切强度的研究 利用扫描电镜 SEM对不 同基板上焊点断口的微观形貌进行了观察和分析 对 焊接界面的微观形貌 结构与剪切强度之间的关系进 行了研究 2 剪切强度测试方法 2.1两种测试方法 [5]