Ti纳米颗粒对三维封装Sn互连材料组织与性能的影响

• 作 者: 张亮 龙伟民 何鹏 郭永环 孙磊 姜楠
• 机 构: 郑州机械研究所有限公司,河南郑州450001;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;江苏师范大学机电工程学院,江苏徐州221116;南京航空航天大学机电工程学院,江苏南
• 出 处: 稀有金属材料与工程
• 发表日期: 2020年12期
• 关键词: 三维封装 纳米颗粒 力学性能 可靠性

Sn作为三维封装芯片堆叠瞬时液相键合主要互连材料之一,研究了纳米Ti颗粒对三维封装Sn互连材料组织和性能的影响.结果表明:微量的纳米Ti颗粒可以提高Sn膏在铜基板表面的润湿铺展面积,显著增加Sn焊点的拉伸力和剪切力,但是过量的Ti纳米颗粒会恶化焊点的力学性能.基于Ti纳米颗粒含量优化分析证实纳米Ti颗粒的最佳添加量(质量分数)为0.1％左右.对Cu/Sn/Cu和Cu/Sn-0.1Ti/Cu三维封装模拟件进行分析,发现Cu/Sn-0.1Ti/Cu焊点界面金属间化合物的厚度明显小于Cu/Sn/Cu,证实添加0.1％Ti纳米颗粒可以显著降低金属间化合物的生长速度.基于有限元模拟,发现0.1％Ti可以显著降低三维封装互连焊点的应力-应变,提高三维封装互连焊点的可靠性.