１６１４电子学报２００８焦
（２）采用数值模拟方法对具有复杂结构和材料匹配的微互连（焊点）的电迁移问题进行表征，并进行优化设计研究，以解决目前的设计和评价程序严重依赖于成本高而周期长的试验工作来进行凸点材料选择、工艺制定、结构设计、可靠性评价和寿命预测等问题．
（３）在获得必要参数及实验验证的条件下，建立有效的微互连电迁移失效模型，为多材料选择和多设计参数下封装可靠性与耐久性评价以及产品设计提供全面而可靠的信息．
（４）发展出可靠而有效的互连（焊点）电迁移寿命预测方法．
参考文献：
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作者简介：
尹立孟男，１９７６年８月生于湖南邵东，华
南理工大学材料加下工程专业博ｔ生，主要从事
无铅微／光电子封装材料及町靠性研究．
Ｅ－ｍａｉｌ．ｙｉｎ．１ｉｒａｅｎｇ＠ｍａｉｌ．ｓｅｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
张新平男，１９６５年８月生，工学博士
（１９９３），华南理工大学教授、博士生导师．主要研
究方向为微／光电子封装材料及可靠性、生物材
料和机敏材料等．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｒａｅｘｚｈａｎｇ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．∞
电子封装微互连中的电迁移
作者：尹立孟， 张新平， YIN Li-meng， ZHANG Xin-ping
作者单位：华南理工大学机械上程学院,广东广州,510640
刊名：
电子学报
英文刊名：ACTA ELECTRONICA SINICA
年，卷(期)：2008，36(8)
被引用次数：4次
参考文献(20条)
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相似文献(3条)
1.期刊论文尹立孟.杨艳.刘亮岐.张新平.YIN Limeng.YANG Yan.LIU Liangqi.ZHANG Xinping电子封装微互连焊
点力学行为的尺寸效应-金属学报2009,45(4)
研究了微互连模拟焊点在不同直径(d=200-575μm)和长度(l=75-525 μm)匹配条件下准静态微拉伸的力学行为.研究结果表明,焊点几何尺度因子
d/l对焊点内的力学拘束及接头强度有重要影响;d/l增大时导致焊点中力学拘束和应力三轴度的提高,但接头强度并不完全符合Orowan近似公式的预测结果,保持l恒定而增加d时会出现强度变小的尺寸效应.研究结果还表明,无论无铅还是含铅钎料,其焊点拉伸强度与焊点体积(d2l)之间的变化关系符合反比例函数,即σF-Joint=1/Ad2l+B,焊点的强度随焊点体积的减小而显著增大,显示了焊点"越小越强"的"体积"尺寸效应.
2.会议论文刘复汉.Rao R.托玛喇高密度微互连印刷电路板和芯片封装基板技术的发展和挑战2006
本文探讨了新世纪十年间微电子技术发展对印刷电路板,特别是对下一代集成电路芯片封装基板的影响.印刷电路板现在已经从通常的元器件载体变为高性能微电子系统的决定性的部件之一.其中高密度互连(HDI)基板已经成为各类先进集成电路芯片封装的关键部件.高密度芯片封装基板已成为制约中国电子封装工业发展的瓶颈,并影响到整个电子工业向高端发展.为了提高竞争力,必须发展先进封装技术及其所必需的高密度互连基板.文中对最具代表性的倒装芯片技术在未来四,五年内对高密度互连基板的需求及对策进行了论述,对微通孔互连和超精密窄间距布线所需的关键技术进行了探讨.介绍了美国佐治亚理工学院封装研究中心(PRC)在高密度互连技术研究方面的最新进展,展示了在低成本印刷电路板上制造25微米的特小微通孔和小于10微米的超精细线,以及供未来间距为100微米,引线脚数为4600的倒装芯片用基板的布线试样.最后阐述了今后印刷电路技术发展方向.
3.学位论文尹立孟电子封装微互连焊点力学性能的尺寸效应与电迁移研究2009
本论文工作系统研究了在模拟再流焊条件下制备的具有不同焊点几何尺度因子d/t的“铜导线/钎料/铜导线”三明治结构微互连对接焊点（焊点直径d=200～575μm，焊点高度t=75～525μm，其中d=200μm和t=75μm的微焊点为目前所有文献报道中的最小尺寸）和“犬骨状”搭接微焊点力学性能的尺寸效应及电迁移行为。主要采用精密的动态力学分析仪（DMA）对微焊点的准静态微拉伸行为、高温蠕变和热疲劳特性进行了系统的实验研究以及对典型焊点结构进行了数值模拟分析，并运用光学和扫描电镜（SEM）显微分析、能量发散光谱分析（EDS）等方法全面表征了微焊点的显微组织演化特征，获得了关于电子封装微焊点的拉伸力学行为、高温蠕变及热疲劳性能尺寸效应的本质及其影响因素的全面理解；此外，本论文还对电迁移致微焊点界面金属间化合物（IMC）的极性效应、电迁移致微焊点在服役温度（100℃）下拉伸强度的退化行为，以及电迁移对微焊点高温蠕变和热疲劳性能的影响等进行了系统而深入的研究和探讨。
对微焊点力学行为和微拉伸强度的尺寸效应的研究结果表明，焊点几何尺度因子d/t对焊点内的力学拘束及接头强度有重要影响；d/t因子增大会导致焊点中力学拘束和应力三轴度水平的提高，但并不总是导致微焊点接头强度出现与Orowan近似公式σF-Joint=σUTS-Solder×[1+d/6t]预测结果一致的增加趋势，当保持焊点高度t恒定而增加焊点直径d时，会出现强度变小的反常尺寸效应。进一步的研究结果表明，无论对无铅还是含铅钎料，微焊点的拉伸强度与焊点体积（量纲为d2t）之间的变化关系符合反比例函数关系，即σF-Joint=1/Ad2t+B（A和B为常数），焊点的强度随焊点体积的减小而显著增高，体现了焊点“越小越强”的“体积”尺寸效应。
对几种不同形状和尺寸的96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料搭接和对接微焊点的高温蠕变行为的系统研究表明，虽然焊点的结构和尺寸不同，但它们的蠕变激活能（Q）和应力指数（n）均比较接近，分别在105.3～114.9 kJ/mol和3.8～4.1之间，其主要原因是在试验温度范围内（75～145℃）其蠕变变形与断裂机制相似。微焊点高温蠕变和热疲劳的研究结果还表明，在相同的服役条件下（如温度和承受的应力水平），微焊点在剪切应力作用时的蠕变和热疲劳寿命明显小于拉伸应力作用的情况，说明焊点承受剪切应力下的失效问题相对更为严峻。
本论文还对微焊点经历不同电流密度和通电持续时间的电迁移作用后的显微组织演变、拉应力下的力学行为、高温蠕变和热疲劳性能等进行了研究。研究结果显示，电迁移导致微焊点中产生了明显的极性效应，即焊点阳极的界面金属间化合物层厚度大于阴极，并呈现出随电迁移时间的延长而阳极IMC厚度不断增加的趋势，而且在经历一定的电迁移时间后焊点阴极的钎料/IMC界面出现明显可见的空洞；电迁移还导致微焊点在100℃服役温度下拉伸强度显著下降，并且发现当保持焊点直径恒定而减小焊点高度尺寸时，微焊点的强度下降幅度也减小。研究还发现，电迁移作用加速了微焊点的蠕变断裂过程，随着电流密度的增加或通电时间的延长，其蠕变应变速率显著增大，而蠕变寿命逐渐缩短；同时，电迁移引起微焊点的蠕变断裂机制发生明显变化
，在高电流密度或长时间通电的电迁移后，微焊点在服役条件下会发生由延性断裂向脆性断裂的转变。此外，电迁移作用还加速了微焊点的热疲劳失效过程，显著降低了其热疲劳寿命。
引证文献(3条)
1.尹立孟.张新平无铅微互连焊点力学行为尺寸效应的试验及数值模拟[期刊论文]-机械工程学报 2010(2)
2.杨艳.尹立孟.马骁.张新平电迁移致SnAgCu微焊点强度退化及尺寸效应研究[期刊论文]-电子元件与材料
2010(2)
3.尹立孟.杨艳.刘亮岐.张新平电子封装微互连焊点力学行为的尺寸效应[期刊论文]-金属学报 2009(4)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/7a13640312.html,/Periodical_dianzixb200808024.aspx
授权使用：哈尔滨工业大学(hebgydx)，授权号：7ebc8bb5-6730-4b72-8d1f-9e7400fe3b2f
下载时间：2011年1月23日