基于UAFM的纳米尺度无损检测技术及在电子封装中的应用研究

微电子封装中焊锡接点的力学行为对于微器件和微装置的可靠性起着决定性作用。而无铅焊锡接点内金属间化合物（IMC）的形成和长大，会大大降低界面的力学完整性，使得界面弱化并引起焊点在IMC与焊料的边界上萌生缺陷并最终破坏。本项目提出基于超声原子力显微镜（UAFM）的纳米级无损检测新技术；基于静态原子力显微镜的动态调制模式，构建实验系统；研究探针与被测试件表面的接触模型，考虑法向和侧向接触刚度与阻尼系数，建立接触刚度与探针悬臂梁谐振频率之间的关系，进而由测得的谐振频率确定接触刚度，并求得材料的弹性常数以及表征微缺陷的存在与否；研究探针针尖的材料、大小、磨损程度以及静态载荷对测试精度和重复性的影响；建立焊点内界面缺陷（空洞或脱层）对接触刚度的影响模型，数值计算缺陷对接触刚度的影响，研究UAFM对缺陷的检测灵敏度以及在最大灵敏度时的最佳缺陷深度。并将该技术应用在IMC层弹性常数测定和微缺陷检测中。