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

来源：稀有金属材料与工程, 2020, 49(12): 4336-4340.

• 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。

• 单位
  南京航空航天大学; 郑州机械研究所有限公司; 哈尔滨工业大学; 先进焊接与连接国家重点实验室; 江苏师范大学; 机电工程学院