Cu/Sn-52In/Cu微焊点液-固电迁移行为研究

来源期刊：金属学报2017年第5期

论文作者：张志杰 黄明亮

文章页码：592 - 600

关键词：电迁移;Sn-52In微焊点;有效电荷数;界面反应;金属间化合物;

摘    要：采用同步辐射实时成像技术对比研究了Cu/Sn-52In/Cu微焊点在120和180℃,2.0×10⁴A/cm²条件下液-固电迁移过程中In、Sn和Cu原子的扩散迁移行为及其对界面反应的影响。由于没有背应力,液-固电迁移条件下Sn-52In焊点中In原子的有效电荷数Z*为负值是其定向扩散迁移至阳极的物理本质,这与Sn-52In焊点固-固电迁移条件下背应力驱使In原子迁移至阴极的机理不同。基于液态金属焓随温度的变化关系,修正了计算液态金属Z*的理论模型,计算获得In原子在120和180℃下的Z*分别为-2.30和-1.14,为电迁移方向提供了判断依据。液-固电迁移过程中In和Cu原子同时由阴极扩散至阳极并参与界面反应使得界面金属间化合物（intermetallic compounds,IMC）生长表现为"极性效应",即阳极界面IMC持续生长变厚,并且厚于阴极界面IMC,温度越高,界面IMC的"极性效应"越显著。液-固电迁移过程中阴极Cu基体的溶解与时间呈抛物线关系,温度越高,阴极Cu的溶解速率越快。