The invention relates to a method for electromigration testing of a butt joint with uniform grain orientation, which belongs to the field of material preparation and connection. The two pads with solder paste remelting welded butt joint of solder solder joints, using epoxy resin adhesive on the substrate, solder joint has at least one side surface as the solder joint section, brazing butt joint selection of a single grain orientation in PLM; single crystal wire cutting butt joint, fine polishing EBSD, get data, determine the angle of brazing butt joint grain c axis and the direction of the current, using epoxy resin filler metal adhesion to the substrate, the relevant tests. The reliability evaluation of the solder joint is obtained on the premise that the c axis and the current direction of the single crystal solder joint are the same as the angle of the current direction.
【技术实现步骤摘要】
一种晶粒取向一致的对接接头电迁移测试方法
本专利技术为一种晶粒取向一致的对接接头电迁移测试方法,属于材料制备与连接领域,适用于制备晶粒取向一致的微型钎焊对接接头,应用于电迁移可靠性研究。该方法可以有效保证微型对接接头的尺寸和晶粒取向一致性,进而保证钎焊对接接头的电迁移可靠性测试数据的可比性。
技术介绍
焊点是微电子互连中不可或缺的组成部分,起到了机械连接和电信号传输的作用。目前,微电子封装空间减小,芯片产热加剧,一方面,在焊点形成或电子产品使用过程中钎料与焊盘金属化层之间反应所生成的界面金属间化合物(IntermetallicCompounds,IMCs)层占整个焊点的比重不断增加,其形貌、尺寸、晶体取向以及厚度等对焊点可靠性的影响也愈发严重,另一方面,焊点所承受的电流密度不断增加,在热力学与动力学因素的驱使下,重熔过程中液态钎料润湿于固态焊盘上形成的IMCs会生长或溶解,造成焊点的失效,焊点的可靠性很大程度上决定了整个电子产品的可靠性和寿命。因此,如何控制界面IMCs的反应行为就显得尤为重要,这就需要首先明确焊点形成及服役过程中的界面反应机理。已有研究表明,重熔制备的Sn基无铅互连焊点往往呈现单晶或孪晶结构,而β-Sn的BCT晶体结构具有各向异性(a=0.5832,c=0.3182,c/a=0.546),Cu等原子在焊点中的扩散会由于β-Sn不同的晶粒取向而呈现出强烈的各向异性,比如,在25℃,Cu沿β-Sn晶格c轴的扩散速率为2×10-6cm2/s,是其沿a、b轴扩散速率的500倍,这种取向扩散行为将会对焊点的电迁移行为造成严重影响,具有c轴与电流方向 ...
【技术保护点】
一种晶粒取向一致的对接接头电迁移测试方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、去除焊盘表面的氧化物和有机污染物,在基板上粘附双面胶,并将两个焊盘置于基板上,保证两焊盘的焊接面平行,并有一定的间距,以保证焊缝尺寸和宽度一致性,焊接面垂直基板;(2)、将选用的钎料焊膏涂敷于两个焊盘的焊接面之间,进行重熔,然后冷却,得到相应的钎料对接接头;将钎料对接接头连同基板一起置于丙酮溶液中,以将钎料对接接头从基板上取下,得到具有一定晶粒取向的重熔制备的钎焊对接接头,不经镶嵌,直接研磨,以去除多余钎料,并对钎焊对接接头的可作为截面的表面进行抛光;(3)、通过正交偏振光学显微镜(Polarized light microscopy,PLM)观察抛光了的钎焊对接接头表面截面,区分不同晶体取向的β‑Sn晶粒,选取在PLM下呈现单一晶粒取向的钎焊对接接头;(4)、将通过PLM观察所得的钎料对接单晶接头进行线切割,得到与步骤(2)重熔制备的钎焊对接接头具有相同晶粒取向的多个微型钎焊对接接头,对得到的微型钎焊对接接头进行精抛,获取电子背散射衍射(Electron Backscattered Diffraction,E ...
【技术特征摘要】
1.一种晶粒取向一致的对接接头电迁移测试方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、去除焊盘表面的氧化物和有机污染物,在基板上粘附双面胶,并将两个焊盘置于基板上,保证两焊盘的焊接面平行,并有一定的间距,以保证焊缝尺寸和宽度一致性,焊接面垂直基板;(2)、将选用的钎料焊膏涂敷于两个焊盘的焊接面之间,进行重熔,然后冷却,得到相应的钎料对接接头;将钎料对接接头连同基板一起置于丙酮溶液中,以将钎料对接接头从基板上取下,得到具有一定晶粒取向的重熔制备的钎焊对接接头,不经镶嵌,直接研磨,以去除多余钎料,并对钎焊对接接头的可作为截面的表面进行抛光;(3)、通过正交偏振光学显微镜(Polarizedlightmicroscopy,PLM)观察抛光了的钎焊对接接头表面截面,区分不同晶体取向的β-Sn晶粒,选取在PLM下呈现单一晶粒取向的钎焊对接接头;(4)、将通过PLM观察所得的钎料对接单晶接头进行线切割,得到与步骤(2)重熔制备的钎焊对接接头具有相同晶粒取向的多个微型钎焊对接接头,对得到的微型钎焊对接接头进行精抛,获取电子背散射衍射(ElectronBackscatteredDiffraction,EBSD)数据,确定钎焊对接接头晶粒c轴与电流方向的夹角;(5)、借助环氧树脂将步骤(4)进行线切割得到的钎料接头粘附于基板上,并进行指定截面的研磨抛光,最终得到可用于进行电迁移测试的钎焊对接接头,并进行焊点横截面和俯视方向IMCs演变行为分析;(6)、进行电迁移测试相关的可靠性测试,在钎焊对接接头晶粒取向一致的基...
【专利技术属性】
技术研发人员:汉晶,郭福,刘建萍,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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