温度梯度对Cu/Sn/Cu微焊点界面反应和剪切强度的影响

电子产品微互连焊点的尺寸越来越小,导致电流密度越来越大,由此产生的严重焦耳热问题使微互连焊点内产生较高的温度梯度。主要在Cu/Sn/Cu微互连焊点界面反应的研究基础上,综合分析了由于温度梯度导致的金属原子热迁移行为,并研究了温度梯度对微互连界面反应和剪切强度的影响。实验结果表明:在200~20℃、200~0℃2种不同温度梯度下Cu/Sn/Cu三明治结构焊点界面处均出现热迁移现象,经计算得到2种焊点在两温度区间下的迁移热,说明在强制制冷为焊点提供较大温度梯度时,可以在较低温度下使Cu原子在固态Sn中扩散;并且随着时间的延长,热迁移效果也越来越明显;在相同的温度梯度和相同的时间下,焊点高度为100μm的焊点IMC层的厚度要显著大于焊点高度为300μm的焊点;随着IMC层厚度的增加,焊点的剪切强度降低。