利用SEM, TEM, XRD分析了共晶SnBi/Cu焊点经120℃时效7 d后界面 组织结构的变化. 焊点界面处金属间化合物厚度由原来初始态的约2 um 增至时效态的10 um, 并且化合物也由原来单一的Cu6Sn5转变为 Cu6Sn5和Cu3Sn相. 进 一步研究表明, 在Cu3Sn与Cu之间界面处偏析了大量尺寸约100 nm的Bi颗粒. 双缺口试样的断裂韧性实验表明, 热时效促使焊点断裂韧性快速下降, 同时该 焊点的断口也由原来初始态的韧性断裂转变为时效后Cu3Sn与Cu界面处的脆性 断裂, 脆性断裂后一侧断口为鲜亮的Cu表面. 在TEM下, 通过与220℃/5 d时 效态纯Sn/Cu焊点相同界面的比较, 可以断定引起该焊点失效的原因是Bi颗粒 在此界面处的偏析. 含Bi无Pb焊料由于Bi在界面析出而引发的脆断将会是微电 子器件长期使用中的一个潜在危害.
参考文献
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