面阵列互连焊点的热迁移研究

在高密度面阵列电子封装中广泛使用了Sn基合金焊料。由于大电流、高功率等因素的影响，在芯片与基板的互连结构中会产生大量的焦耳热，从而引起互连结构温度的显著上升；此外，芯片和基板的不同散热条件导致了互连结构中存在较大的温度差、形成很大的温度梯度，诱发焊料中的金属原子沿着温度梯度反方向进行"热迁移"。热迁移使焊料凸点的成分发生了不均匀的分布，降低了凸点互连结构的可靠性，最终导致互连失效。因此，热迁移成为无铅封装材料可靠性研究的热点之一。本项目以无铅Sn基合金为对象，采用热力学分析与计算、材料微观分析等方法，弄清凸点互连结构的热迁移过程中原子迁移的条件、路径以及其界面反应；建立热迁移失效的原子迁移模式、机理和数学模型，计算出无铅焊料热迁移的关键常数-传递热Q*，进而评估热迁移寿命，提出抑制热迁移的方法。本项目的研究成果对揭示热迁移的机理有重要意义，具有较高的学术研究价值。