导　　师： 张新平

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着电子产品和封装系统向小型化、多功能化、高可靠性方向发展,具有高密度特点的球栅阵列（BGA）封装技术在板级封装中获得了广泛应用。在BGA板级封装过程中,广泛采用混装组合结构“基底/锡球/锡膏/基底”焊点互连工艺。近年来随着电子制造和封装行业内对低成本和低工艺温度封装技术的大量需求,业内已尝试采用低熔点和成本较低的Sn–58Bi（SnBi）锡膏代替高熔点且价格较贵的Sn–3.0Ag–0.5Cu（SAC305）锡膏来实现BGA互连,并且开始逐渐采用具有双侧Cu基底的多界面结构混装“Cu基底/SAC305锡球/SAC305锡膏/Cu基底”（即Cu/SAC305-ball/SAC305-paste/Cu）和“Cu基底/SAC305锡球/Sn–58Bi锡膏/Cu基底”（即Cu/SAC305-ball/SnBi-paste/Cu）焊点互连工艺。目前,关于Cu/SAC305-ball/SAC305-paste/Cu和Cu/SAC305-ball/SnBi-paste/Cu焊点的界面反应及电迁移行为,特别是具有多界面特征的BGA结构单一焊点剪切断裂行为的研究尚非常缺乏。针对上述问题,本论文研究成功设计并制备了针对BGA板级封装的单侧Cu基底多界面结构“Sn球/SAC305锡膏/Cu基底”（即Sn-ball/SAC305-paste/Cu）单一焊点,以及双侧Cu基底多界面结构Cu/SAC305-ball/SAC305-paste/Cu和Cu/SAC305-ball/Sn Bi-paste/Cu单一焊点,然后系统研究了临界回流温度和焊点尺寸对Sn-ball/SAC305-paste/Cu焊点显微组织演化、预熔化行为及界面金属间化合物（IMC）形核与形貌演化的影响;随后研究了不同的剪切加载速率和热时效对Cu/SAC305-ball/SAC305-paste/Cu和Cu/SAC305-ball/SnBi-paste/Cu焊点的剪切变形行为的影响;最后研究了高密度电流（电迁移）作用对Cu/SAC305-ball/SnBi-paste/Cu焊点界面IMC的生长与演化规律的影响。研究结果表明,在低于纯Sn球熔点（231.9°C）一定温度范围对组装焊点进行回流时,Sn-ball/SAC305-paste/Cu焊点中纯Sn球发生了预熔化行为,预熔化方向为纯Sn球内部自下而上,预熔化的

关 键 词： 混装焊点 界面反应 尺寸效应 剪切断裂 电迁移

领　　域： [] []