电迁移作用下SnPb与Ni(P)界面金属间化合物的极性生长

庄志强¹，恩云飞²，王歆¹，何小琦²，陆裕东³

(1.华南理工大学材料学院特种功能材料教育部重点实验室,广州,510640;
2.信息产业部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室,广州,510610;
3.信息产业部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室,广州510610;
4.华南理工大学材料学院特种功能材料教育部重点实验室,广州510640)

摘要:采用球栅阵列封装(BGA)焊点研究共晶SnPb焊点中的电迁移行为,分析了电迁移作用下SnPb焊点与Ni(P)镀层界面金属间化合物(IMC)的极性生长现象,从原子迁移的角度提出了互连焊点微结构演化的微观机理.焊点在焊接过程中形成厚度约为2 μm的Ni3Sn4 IMC层,随后的120℃热处理并不会导致界面IMC的明显生长.而电迁移作用下,阳极焊点与镀层界面IMC出现异常生长,同时阴极焊点与镀层界面IMC生长受到抑制,最终在同一焊点中形成极性生长的现象.界面IMC的极性生长与电迁移引起的原子通量有关,Sn原子通量方向与电子流方向相同,而Ni原子通量方向相反,导致阳极界面IMC的异常生长,而相同的原子迁移特性导致阴极界面IMC的生长受到抑制.

关键词:SnPb; 焊点; 金属间化合物; 电迁移;

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