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时间:2020-04-22
《铝/镍/铜UBM厚度对SnAgCu焊点的力学性能及形貌影响-论文.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、SEMICoNDUCToR0PToELECTR0NICSVO1.35No.2Apr.2014铝/镍/铜UBM厚度对SnAgCu焊点的力学性能及形貌影响薛栋民,廖广兰,史铁林(华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,武汉430074)摘要:研究了倒装芯片中UBM制备和焊球回流工艺流程。通过改变阻挡层Ni和浸润层Cu的厚度,结合推拉力测试实验,探究了SnAgCu焊点剪切强度的变化规律。研究结果表明,UBM中阻挡层Ni对SnAgCu焊点的力学性能影响最大,而浸润层Cu厚度的增加也能提高SnAgCu
2、焊点的力学性能。进一步对推拉力实验后的焊点形貌进行了SEM观察和EDS分析,得到了焊盘剥离、脆性断裂、焊球剥离、韧性断裂四种不同的焊点失效形式,代表着不同的回流质量,而回流质量主要由UBM的成分和厚度决定。研究结果为倒装焊工艺的优化提供了理论指导。关键词:倒装芯片;阻挡层;浸润层;推拉力;失效形式中图分类号:TN306文献标识码:A文章编号:1001—5868(2014)02—0278—04EffectsofUBMThicknessonShearStrengthandMorphologyinSol
3、derJointsbetweenSnAgCuSolderandAl/Ni/CuThinFilmsXUEDongmin,LIAOGuanglan,SHITielin(StateKeyLab.ofDigitalManufacturingEquipmentandTechnology,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,CHN)Abstract:TheflipchipprocessesofUBMfabricationandsolderr
4、eflowwerestudied.ByvaryingthethicknessesofNibarrierlayerandCuwettinglayer,thevariationofthemechanicalstrengthofthesolderjointsattheinterfacebetweenSnAgCusoldersandA1/Ni/Cuthinfilmswasinvestigated.Theresultsprovethatthemechanicalstrengthofthesolderjoin
5、tsbetweenSnAgCusoldersandAI/Ni/CuthinfilmsisinfluencedmostlybythethicknessofNibarrierlayer.AndthemechanicalstrengthcanalsobeenhancedasthethicknessofCuwettinglayerincreases.Afterballsheartests,themorphologiesofthesolderjoints,observedbySEMandanalyzedby
6、EDS,wereconcludedasfourmodesoffailure,thatis,pad1ift,brittlebreak,ballliftandductilebreak.Eachmoderepresentsdifferentreflowquality,mainlydeterminedbythethicknessandcompositionofUBM.Theresearchresultsprovideatheoreticalguidancefortheflipchipprocessopti
7、mization.Keywords:flipchip;barrierlayer;wettinglayer;ballshear;failuremode0引言工业排出的大量废弃物导致地下水中铅含量过高。全球电子工业正努力禁止在焊料中含铅,而焊料的铅对人类的危害已经被广泛认识。当今,电子无铅化对倒装芯片的研究提出了更高的要求。倒装芯片的典型结构如图1所示嘲。凸点下金属化收稿日期:2013—07—11.层(UnderBumpMetallization,UBM)主要起连接、基金项目:国家“973”计划项目(
8、2009CB7242O4).·278·《半导体光电~2014年4月第35卷第2期薛栋民等:铝/镍/铜UBM厚度对SnAgCu焊点的力学性能及形貌影响层Ni和浸润层Cu厚度时,其相应的焊点失效形式[3]郭江华,王水弟,张忠会,等.倒装芯片凸焊点的会发生相应的变化。当阻挡层Ni厚度为1m时,UBM[J].半导体技术,2001,26(06):60—64.[4]王来,何大鹏,于大全,等.倒装芯片中凸点与凸点其推拉力的失效形式大部分为焊球剥离方式,说明下金属层反应的研究现状[J].材料导报,
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