Sn3．8Ag0．7Cu焊料与Fe-Ni镀层的液固界面反应.pdf

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1、第33卷第8期电子元件与材料Vb1．33NO．82014年8月ELECTRoNICCoMPoNENTSANDMATERIALSAug．2014Sn3．8Ag0．7Cu焊料与Fe．Ni镀层的液固界面反应刘葳，金鹏(北京大学深圳研究生院环境与能源学院，广东深圳518055)摘要：在流动的还原性气氛中，研究了共晶Sn3．8Ag0．7Cu焊料与不同Fe含量的Fe．Ni合金层的液固界面反应行为。结果表明：低Fe含量的Fe．83Ni镀层与共晶Sn3．8Ag0．7Cu焊料具有较快的液固界面反应速率，高Fe含量的Fe．53Ni镀层与共晶Sn3．

2、8Ag0．7Cu焊料具有较慢的液固界面反应速率，在界面处可以观察到致密的FeSn2白色化合物层。而Fe．74Ni镀层与共晶Sn3．8Ag0．7Cu焊料的液固界面反应速率介于二者之间。当共晶Sn3．8Ag0．7Cu焊料与Fe-Ni镀层反应时，界面处生成的致密的FeSn2白色化合物，可以有效地阻止Fe．Nj镀层的快速消耗。关键词：Sn3．8Ag0．7Cu；Fe．Ni镀层；界面反应；微观组织；UBM合金层；金属间化合物doi：1O．3969~．issn．1001-2028．2014．08．O13中图分类号：TG454文献标识码：A文章

3、编号：1001-2028(2014)08．0053-03Liquid—solidinterfacialreactionbetweenSn3．8Ag0．7Cusolderandelectr0dep0sitedFe—NialloysLIUWei，JINPeng(SchoolofEnvironmentandEnergy,PekingUniversityShenzhenGraduateSchool，Shenzhen518055，GuangdongProvince，China)Abstract：Liquid-solidinterfacia

4、lreactionofeutecticSn3．8Ag0．7CusolderonelectrOdeDOsitedFe-NilayerswithdifferentFecontentswasinvestigatedinavacuumfumacewithH，protection．Theresultsshow1OW．FeFe．83NI】ayersareconsumedfasterbytheliquidSn3．SAg0．7Cu．however,high-FeFe-53Nilayershavealowerconsumptionratewith

5、denseFeSn，compoundsformedattheinterface．TheconsumptionrateOfFe．74NilayeriSbetweenFe．53NiandFe．83Ni．WhenSn3．8Ag0．7CusolderiSreflowedonelectrodepositedFe-Nilayers．theformationofdenserFeSn，compoundsattheinterfacecaninhibitfurtherinterfacialreactions．Keywords：Sn3．8Ag0．7C

6、u；Fe-Niplating；interfacialreaction；microstructure；UBMalloyslayer；intermetalliccompounds在倒装芯片和球栅阵列(BGA)等先进的互连笔者在前期研究Sn基焊料在Fe．Ni镀层上的可焊性技术中，Sn基焊料与UBM(UnderBumpMeta1)合以及时效反应的基础上，考察了在还原性气氛保护金层之间的界面互联技术成为影响电子元器件可靠下，共晶Sn3．8Ag0．7Cu焊料在Fe-Ni镀层上的反应性的一个关键因素。Sn基焊料合金与金属基体在回润湿行为，并详

7、细考察了液．固界面反应及其微观组流过程中形成金属间化合物，从而实现强度较高的织。主要是揭示Fe．Ni镀层与SnAgCu焊料的界面反冶金结合。然而由于无Pb焊料具有较高的熔点，在应情况及机理，同时，选择较长的回流时间也相当互联过程中较高的回流温度导致了传统焊点下金属于加速实验。层(Cu或Ni等UBM金属层)被无Pb焊料快速消1实验耗掉，从而导致了焊点的连接失效。Fe-Ni合金镀层具有良好的可焊性，同时Fe．Ni合金与SnAgCu焊料本实验所采用的衬底材料是市售的铜箔，纯度反应焊点具有较好的力学性能，另外Fe_Ni合金具有为99．9

8、9％，厚度为1mm。将铜箔裁剪成4cmx4cm低的热膨胀系数，有望成为一种新的UBM材料l卜31。的方片，经过400，800，1200和2000水磨砂纸磨收稿日期：2014-05．28通讯作者：金鹏基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目(No．5130100