堆叠封装中不同直径铅锡焊球的剪切性能

铅锡(63Sn37Pb)焊球由于其优异的热机械性能,目前仍普遍应用于航天等领域。随着高集成度三维(3D)堆叠封装的广泛应用,焊球的剪切性能成为影响封装器件可靠性的关键因素。通过焊球剪切试验以及失效分析,结合焊球剪切试验有限元模拟,研究了单个铅锡焊球的剪切性能,对比分析了焊球的弹塑性模型和Anand粘塑性模型,在仿真分析中考虑了温度对剪切曲线的影响。研究结果表明,焊球剪切强度随焊球直径的增加而减小,随剪切速率的升高和剪切高度的降低而增大;焊球剪切后的失效模式主要表现为焊料断裂;Anand粘塑性模型比弹塑性模型更接近试验结果。该研究结果可为3D堆叠封装中铅锡焊球设计和有限元模型选择提供有益参考。

Sn-37Pb焊球与Ni/NiP UBM界面反应特性研究

通过对共晶锡铅焊球与Ni/NiP UBM层扫描电镜界面微观组织观察和成分分析,研究了Sn-37Pb/Ni和Sn-37Pb/NiPUBM焊点界面反应特性。研究表明芯片侧界面IMC由Ni层到焊料的顺序为:靠近Ni层界面化合物为(Ni,Cu)3Sn,靠近焊料侧化合物为(Cu,Ni)6Sn5;PCB板侧界面IMC包括靠近NiP层的NiSnP化合物和靠近焊料侧的(Cu,Ni)6Sn5化合物,NiSnP是由于Ni的扩散形成。PCB板侧NiP镀层中存在微裂纹缺陷,此裂纹缺陷会导致金属间化合物中产生裂纹,从而对焊点力学性能和可靠性产生不良的影响。