Sn-3.0Ag-0.5Cu-xNi焊点界面化合物纳米压痕特征

摘要

在电子封装及组装中界面化合物(IMC)形成和长大是影响焊点可靠性的关键因素。利用纳米压痕技术对含Ni的焊点界面化合物进行了压痕试验。基于Oliver-Pharrr法确定了(Cu1-x,Nix)6Sn5、Cu6Sn5和(Ni,Cu)3Sn4界面化合物的弹性模量(E)和压痕硬度(H)。结果表明：含Ni的(Cu1-x,Nix)6Sn5化合物E、H均比Cu6Sn5的值要高,且(Cu1-x,Nix)6Sn5化合物的细观性能对其Ni含量比较敏感。E、H值都随着(Cu1-x,Nix)6Sn5化合物中Ni含量的增高而相应地提高。Ni含量由5wt.%、7wt.%增加到17wt.%时,E由125GPa、126GPa相应增加到158GPa;H由5.8 GPa、6.5GPa相应增加到8.3GPa.扩散反应层中Ni含量的增加可促使IMC类型转交,使(Cu1-x,Nix)6Sn5转变为(Ni,Cu)3Sn4.(Ni,Cu)3Sn4的E、H分别为115.3GPa、4.7GPa比Ni3Sn4相应值低。(Cu1-x,Nix)6Sn5、Cu6Sn5、(Ni1-y,Cu,)3Sn4的E和H大小顺序均为(Cu1-x,Nix)6Sn5＞Cu6Sn5＞(Ni,Cu)3Sn4。