何洪文
,
徐广臣
,
郭福
稀有金属材料与工程
研究Cu/SnBi/Cu焊点在电流密度分别为8×103,1×104和1.2×104A/cm2的作用下通电80 h后钎料基体内部金属间化合物(IMC)的形貌演变.结果表明:电流密度为8×103 A/cm2时,在焊点的阳极界面出现了大量的形状不规则的IMC,而在阴极界面并未有明显的IMC形成;当电流密度为1×104A/cm2时,阴极界面的IMC层呈扇贝状,有些IMC已经在界面处脱落,而阳极界面的IMC里层状,而且厚度要比阴极的薄;当电流密度为1.2×104A/cm2时,阳极界面的IMC厚度有所增加,但是阴极界面的IMC已经向钎料基体中进行了扩散迁移,使得界面变得凹凸不平.值得注意的是,随着电流密度的增加,在阳极形成的Bi层的厚度明显增加.
关键词:
SnBi钎料
,
金属间化合物
,
电流密度
,
界面
,
Bi层
岳武
,
秦红波
,
周敏波
,
马骁
,
张新平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00101
利用SEM观察、聚焦离子束(FIB)微区分析和有限元模拟对比研究了直角型和线型Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在高电流密度下(1.5×104A/cm2)的电迁移行为,从原子扩散距离和微区域电阻变化及阴阳极物相变化的角度研究了焊点结构变化对电迁移影响的机理.结果表明,2种焊点通电112和224h后均发生了Bi向阳极迁移并聚集及Sn在阴极富集的现象；直角型焊点阳极由于Bi聚集后膨胀而产生压应力进而导致小丘状凸起和微裂纹出现,而阴极存在拉应力引发凹陷和微裂纹,且沿界面呈非均匀变化.微区组织分析表明,电迁移作用下焊点内部Bi原子的扩散速度大于Sn原子的扩散速度.观察分析和模拟结果还表明,具有结构不均匀性的直角型焊点中电子流易向电阻较小区域聚集而产生电流拥挤效应,这是引起直角型焊点电迁移现象严重的根本原因.
关键词:
焊点结构
,
电迁移
,
组织演变
,
SnBi钎料
,
电流拥挤效应
岳武
,
秦红波
,
周敏波
,
马骁
,
张新平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00101
利用SEM观察、聚焦离子束(FIB)微区分析和有限元模拟对比研究了直角型和线型Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在高电流密度下(1.5×104A/cm2)的电迁移行为, 从原子扩散距离和微区域电阻变化及阴阳极物相变化的角度研究了焊点结构变化对电迁移影响的机理. 结果表明, 2种焊点通电112和224 h后均发生了Bi向阳极迁移并聚集及 Sn在阴极富集的现象; 直角型焊点阳极由于Bi聚集后膨胀而产生压应力进而导致小丘状凸起和微裂纹出现, 而阴极存在拉应力引发凹陷和微裂纹, 且沿界面呈非均匀变化. 微区组织分析表明, 电迁移作用下焊点内部 Bi原子的扩散速度大于Sn原子的扩散速度. 观察分析和模拟结果还表明, 具有结构不均匀性的直角型焊点中电子流易向电阻较小区域聚集而产生电流拥挤效应, 这是引起直角型焊点电迁移现象严重的根本原因.
关键词:
焊点结构
,
electromigration
,
microstructural evolution
,
SnBi solder
,
current crowding effect
