温度梯度下Co-P/无铅焊点界面IMC生长规律及微观机理研究

目录

声明

1 绪 论

1.1 引言

1.2 微焊点的热迁移

1.2.1 热迁移理论

1.2.2 热迁移机理

1.3 微互连焊点的界面反应

1.3.1 界面反应概述

1.3.2 铜锡系统界面反应

1.3.3 镍锡系统界面反应

1.3.4 钴锡系统界面反应

1.4 研究目的及意义

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 Co-P UBM

2.1.2 纯 Sn、Sn0.5Cu、SAC105 焊料

2.2 实验装置

2.2.1 制冷片-加热台式极端温度梯度装置

2.2.2 循环冷冻液-加热台式极端温度梯度装置

2.3 实验方法

2.3.1 Co-P UBM 的制备

2.3.2 Co-P/Sn、Co-P/Solder/Co-P 焊点制备

2.3.3 Co-P/Sn时效处理

2.3.4 Co-P/Sn（Sn0.5Cu、SAC105）/Co-P 温度梯度加载处理

2.3.5 焊点界面 IMC 厚度测量、微观组织结构分析及 IMC 取向分析

3 等温时效下Co-xat.%P/Sn 界面IMC生长规律及微观机理

3.1 Co-xat.%P/Sn界面 IMC的生长规律

3.1.1 Co-P 薄膜表面形貌

3.1.2 P 含量对 Co-P/Sn界面 IMC 结构的影响

3.2 P诱导界面 IMC组织及结构变化

3.2.1 P 对界面 IMC 形貌及成分的影响

3.2.2 P 对界面 IMC 生长溶解行为的影响

3.3 P诱导界面 CoSn3的择尤取向生长及其微观机理

3.3.1 P 对界面 CoSn3生长取向的影响

3.3.2 P 对界面 IMC 晶粒尺寸的影响

3.3.3 P 对界面 IMC 晶粒取向差的影响

3.4 本章小结

4 温度梯度诱导Co-P/无铅焊点界面IMC的非对称快速生长

4.1 温度梯度诱导界面 IMC的非对称快速生长

4.1.1 初始微互连界面 IMC 的组织形貌

4.1.2 1110℃/cm下界面 CoSn3的形貌演变及厚度变化

4.1.3 1620℃/cm下界面 CoSn3的形貌演变及厚度变化

4.2 温度梯度下界面 IMC的非对称生长机制

4.2.1 1110℃/cm和 1620℃/cm 下界面 CoSn3的生长机制

4.2.2 不同温度梯度对原子热迁移通量的影响

4.3 温度梯度诱导 β-Sn 之晶粒取向对热迁移的反馈作用

4.4 本章小结

5 温度梯度下合金元素对Co-P/无铅焊点界面IMC 对称生长的影响

5.1 Cu 对 Co-P/无铅焊点界面 IMC生长速率及热迁移效应的影响

5.1.1 Cu诱导界面 IMC 成分结构及生长速率变化

5.1.2 Cu诱导作用下界面 IMC 的非对称生长机制

5.1.3 Cu引起的焊料组织成分变化及 β-Sn取向变化对热迁移的影响

5.1.4 Cu偏聚引起的界面 IMC 局部反常生长对界面 IMC 生长速率及热迁移的影响

5.2 Ag 对 Co-P/无铅焊点界面 IMC生长速率及热迁移效应的影响

5.2.1Ag诱导界面 IMC 成分结构及生长速率变化

5.2.2Ag诱导作用下界面 IMC 的对称生长机制

5.2.3Ag引起的焊料组织成分变化及 β-Sn取向变化对热迁移的影响

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果