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随着电子产品持续向更短、更小、更轻、更薄的方向发展,封装密度不断增加,焊点尺寸持续减小,导致通过每个焊点的电流密度增加,引起焊点内部发生严重的电迁移失效,而电迁移又与焊点的可靠性紧密相连,因此针对电迁移机理的研究将会对电子封装中可靠性问题的研究具有重要的指导意义。本论文研究了在温度为150℃、电流密度为2.0×104A/cm2条件下,电迁移(50h,100h和200h)对Cu/Sn/Cu和Cu/Sn/Ni线性焊点基体溶解行为的影响,并与时效实验进行了对比。对Cu/Sn/Cu线性焊点的研究结果表明:在电迁移过程中,Sn/Cu界面生成的IMC为Cu6Sn5和Cu3Sn;界面IMC的生长符合极性效应,即电迁移促进了阳极界面IMC的生长、抑制了阴极界面IMC的生长。时效与电迁移阳极界面IMC的生长与时间满足抛物线规律,此过程受扩散控制;电迁移阴极界面IMC的生长随时间的延长呈现先增加后减小的规律,此过程受阴极界面IMC溶解产生的Cu通量控制。Cu基体作为阴极时,其溶解与时间呈线性关系。对Cu/Sn/Ni线性焊点的研究结果表明:在电迁移过程中,当电子从Cu端流向Ni端时,Sn/Cu界面生成的IMC为Cu6Sn5和Cu3Sn,Sn/Ni界面生成的IMC为(Cu,Ni)6Sn5;当电子从Ni端流向Cu端时,Sn/Cu界面生成的IMC为Cu6Sn5和Cu3Sn, Sn/Ni界面处生成的IMC为Ni3Sn4,电迁移100h和200h后Sn/Ni界面附近有大块的Ni3Sn4析出。时效与电迁移阳极Sn/Cu和Sn/Ni界面IMC的生长与时间满足抛物线规律,此过程受扩散控制;电迁移Sn/Cu阴极界面IMC的生长随时间的延长呈现先增加后减小的规律,此过程受阴极界面IMC溶解产生的Cu通量控制;电迁移Sn/Ni阴极界面IMC的厚度随时间的延长持续增加,这是由于界面附近大块Ni3Sn4化合物的析出阻止了Ni原子向Cu端扩散。Cu、Ni基体作为阴极时,其溶解与时间呈线性关系。Cu/Sn/Cu与Cu/Sn/Ni线性焊点的比较:电迁移过程中,Cu/Sn/Cu焊点中Cu阳极端IMC的生长速率要大于Cu/Sn/Ni焊点中Cu阳极端IMC的生长速率,即阳极端IMC生长受阴极基体类型影响较大;Cu/Sn/Cu中Cu为阴极时其溶解速率与Cu/Sn/Ni中Cu为阴极时其基体溶解速率近似相等,即阳极基体类型对阴极基体溶解影响不大。