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探討微電子構(gòu)裝銲點可靠度的材料的材料選擇問題
閱讀：903 發(fā)布時間：2013-3-1
探討微電子構(gòu)裝銲點可靠度的材料
因應(yīng)電子產(chǎn)品日趨輕薄短小的需求，覆晶技術(shù)搭配球腳格狀陣列的封裝已成為現(xiàn)今的封裝主流技術(shù)，其中銲錫凸塊的材料選擇共更相形重要。
一般來說，銲錫凸塊包含兩個部分：
一為銲錫球，
另一部份則是凸塊底層金屬（under bump metallurgy）。
傳統(tǒng)的銲錫球所采用的材料是共晶錫鉛，其共晶溫度為183°C。由于共晶錫鉛具有良好的機(jī)械性質(zhì)，再加上因長年使用的所建立的物理、化學(xué)、機(jī)械性質(zhì)資料庫，因此目前共晶錫鉛仍是電子工業(yè)zui普遍使用的銲錫材料。但是由于環(huán)境污染的考量，近年來無鉛銲錫的研發(fā)已經(jīng)成為電子工業(yè)相當(dāng)重要的一環(huán)。目前較受矚目的無鉛銲錫為Sn-Ag為主的合金。Sn-Ag合金的熔點則較高約為220°C，而其優(yōu)異的機(jī)械性質(zhì)使其成為無鉛銲錫的候選材料之一。相較于Sn-Ag合金而言，Sn-Ag-Cu合金的共晶溫度較低（217°C），且其潤濕性及機(jī)械性質(zhì)皆比較優(yōu)良，因此Sn-Ag-Cu合金為目前*的候選材料之一。
凸塊底層金屬通常是由許多金屬層所構(gòu)成的。其除了必須與銲錫的連接外，還必須阻止Al或Cu與銲錫在迴銲或使用時的相互反應(yīng)。現(xiàn)今的UBM結(jié)構(gòu)包括Cr/CrCu/Cu，Ti/Cu/Cu，Ti-W/Cu/Cu，Ni/Cu及無電鍍Ni/Cu。至于以Cu為主的凸塊底層金屬已經(jīng)逐漸被淘汰，因為Sn和Cu會快速反應(yīng)生成易碎裂的Cu-Sn介金屬生成物。而以Ni為主的凸塊底層金屬則因其與Sn的反應(yīng)較慢而受到青睞。一般在Ni/Cu或無電鍍Ni/Cu凸塊底層金屬中，鎳或無電鍍鎳是扮演潤濕層與擴(kuò)散阻絕層的角色，而銅則是作為導(dǎo)線。
累積多年評估銲錫接點的可靠度的經(jīng)驗。以下將分就無鉛銲錫的制備及其性質(zhì)探討及銲錫與不同基板的界面反應(yīng)與微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。此外，在目前的電子產(chǎn)品中，晶片與導(dǎo)線架之間的連接仍然主要是利用打線接合技術(shù)，
探討金線與鋁墊之間的界面反應(yīng)。
參考資料：
http://www.jiance17.com/