CBGA结构热循环条件下无铅焊点的显微组织和断裂
来源期刊：金属学报2006年第6期
论文作者：冼爱平 王薇 尚建库 王中光
关键词：无铅焊料; 互连; 陶瓷球栅阵列封装; 有限元模拟; 热循环;
摘 要：用热循环实验、扫描电镜观察焊点横截面和有限元模拟的方法研究了陶瓷球栅阵列封装(CBGA)结构中无铅焊点的组织和热疲劳行为.CBGA结构中,在焊料与铜焊盘和银焊盘的界面处分别形成了Cu6Sn5和Ag3Sn.在热循环过程中,铜焊盘处Cu6Sn5层增厚,并出现Cu3Sn;镀银陶瓷芯片一侧,Ag3Sn层也增厚,焊球中靠近界面处Ag3Sn的形态从条状向球状过渡.增加热循环周次,疲劳裂纹最先出现在芯片与焊球界面处焊球的边角位置上,有限元模拟表明此处具有最大的剪切应力.在印刷线路板处,裂纹沿Cu6Sn5和焊料的界面扩展;在陶瓷芯片处,裂纹沿Ag3Sn界面层附近的焊球内部扩展.
冼爱平1，王薇1，尚建库1，王中光1
(1.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家联合实验室,沈阳,110016;
2.Department of Materials and Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign,Urbana, IL 61801, USA)
摘要:用热循环实验、扫描电镜观察焊点横截面和有限元模拟的方法研究了陶瓷球栅阵列封装(CBGA)结构中无铅焊点的组织和热疲劳行为.CBGA结构中,在焊料与铜焊盘和银焊盘的界面处分别形成了Cu6Sn5和Ag3Sn.在热循环过程中,铜焊盘处Cu6Sn5层增厚,并出现Cu3Sn;镀银陶瓷芯片一侧,Ag3Sn层也增厚,焊球中靠近界面处Ag3Sn的形态从条状向球状过渡.增加热循环周次,疲劳裂纹最先出现在芯片与焊球界面处焊球的边角位置上,有限元模拟表明此处具有最大的剪切应力.在印刷线路板处,裂纹沿Cu6Sn5和焊料的界面扩展;在陶瓷芯片处,裂纹沿Ag3Sn界面层附近的焊球内部扩展.
关键词:无铅焊料; 互连; 陶瓷球栅阵列封装; 有限元模拟; 热循环;
【全文内容正在添加中】
