塑料封装球栅阵列器件焊点的可靠性

2019-03-23 14:15:58 50
本文转载自网络,如有侵权,请联络删除:  塑料封装球栅阵列器件焊点的牢靠性①张礼季,王莉,高霞,谢晓明(中国科学院上海微系统与信息技术钻研所上海新代车辆技术有限公司,上海200050)对比了充胶和未充胶塑料封装球栅阵列(PBGA)器件在一40°C温度循环条件下的热疲劳寿命,采纳光学显微镜钻研了失效样品焊点的失效机制,并剖析了充胶进步器件热疲劳寿命的机制最左侧奸料球左上角处的裂纹长度最长,相应地,最右侧奸料球右上角的裂纹也最长,而中间地位的焊球即使在边角处也只要少量裂纹,并且4个样品的结果都一样。由此能够看出,热循环至500周时有的焊球裂纹已经接近芯片焊盘的一半,可视为临界失效。

  000周未充胶样品,亦随机抽取4个停止剖面。

  000周样品的裂纹状况,即可推断裂纹由焊球左右两端萌生,并且随着热循环的停止逐渐向中间扩展。

  2.1.2已充胶样品的焊点寿命为了钻研充胶对PBGA样品热疲劳寿命的影响,作者还对4个充胶样品停止了热循环),而另一部分组织很粗糙(如箭头2所示)。部分放大组织如(b)所示。EDS结果标明:粗糙区域是锡铅银焊料,而组织致密平整的区域为金属间化合物,并且器件端和基板端的IMC成分并不一样。表2所列是器件端和基板端IMC成分剖析结果。

  从表2中两种金属间化合物的摩尔分数能够推断出:光学显微镜下凑近芯片焊盘的那层IMC为Ni3Sn2,而凑近焊料的那层IMC为NiSn3.尽管在2000周未充胶样品断口形貌图表2器件端和基板端IMCSn,Ni元素含量现有的均衡相图中有过相似的报道。断口剖析能够得出这样的结论:裂纹有两种扩展机制,有的裂纹沿着芯片焊盘附近焊料内部的粗大晶粒扩展,有的则沿着两层金属间化合物的界面扩展。由于Ni3Sm和NiSn3界面相对平直,因而断口致密平整。

  另外,光学显微镜察看还发现,不同地位的焊球断口IMC区域所占面积分数并不雷同。焊球阵列中间地位的焊球中,IMC所占断口面积比例较大,而阵列边缘部分的焊球焊点主要是在界面附近的焊料内断开,如所示。

  不同焊球断口形貌断口剖析发现断面包含两个IMC区域,阐明有的裂纹沿着芯片焊盘附近焊料内部的粗大晶粒扩展,有的则沿着两层金属间化合物的界面扩展。

  裂纹萌生由焊球近硅芯片界面处的左右两端萌生,随着热循环的停止逐渐沿该界面向中间扩展。界面处裂纹的萌生和扩展是应力应变集中、焊料组织粗化、脆性金属间化合物的生成等各金属学和力学因素独特作用的结果。

  致谢盛玫、于丽红小姐和肖克来提博士曾帮助作者做扫描电镜实验;另外,肖克来提、张群、程波三位博士还给作者提出许多有价值的倡议,在此向他们表示衷心的感谢!

  3结论内已有裂纹产生,不能满足某些领域对器件的高牢靠性要求。

  2)充胶能够使热应力在焊点阵列内平均散布,并大大降低最大应力值,从而改善PBGA的热疲劳寿命,实验标明即使经过2000周的温度循环,除了界面附近的组织粗化之外,焊点没有开裂的迹象。

  3)不同的焊球、甚至同一焊球的不同地位,裂纹萌生地位和扩展的遍度也不雷同。ElectorPublishingieo1免byoire.aM猫(编辑杨兵)

重庆君正新型复合材料有限公司为您提供管道封堵气囊气囊内模芯模气囊式千斤顶储存气体气囊船用下水气囊支架式水池背负式水袋森林消防水池软体储运水袋软体储运油囊试压吊重水袋集装箱液袋,沙石转运储存袋 ,金属转运储存袋,粉尘转运储存袋,复合材料系列,橡胶复合材料,PVC复合材料,TPU复合材料,EVA复合材料,PE膜复合材料等产品 本文转载自网络,如有侵权,请联络删除。
02360776666 18696608888

工作时间: 周一9:00~周五18:00

在线留言
电话咨询
产品展示
联系方式
QQ客服