半导体封装中铜-锡界面锯齿状金属间化合物(IMC)形成的分析

发布网友发布时间：2024-10-01 05:27

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热心网友时间：2024-11-14 08:50

半导体封装中铜-锡界面的锯齿状金属间化合物（IMC）形成是一个关键的关注点，影响封装的可靠性和性能。其形成受多种因素驱动，包括扩散反应、焊接温度、冷却速率和表面处理。在无引线四方扁平封装（QFN）中，IMC的锯齿形态尤其显著，对焊点的机械和热性能产生影响。

首先，焊接前表面的清洁度至关重要，因为污染物和氧化物可能导致IMC生长不均匀，形成锯齿状。通过精细的表面处理，可以减少这些影响，促进IMC的均匀生长。微观结构研究表明，冷却速率对IMC形态有显著影响。快速冷却会导致锯齿状IMC层，如图1所示，而缓慢冷却则有助于形成更平滑的结构，如图2所示。

优化Cu-Sn界面的IMC，如控制在1-3微米的厚度，可以提高焊接点的剪切强度，据研究提升10%至25%。此外，综合应用包括材料选择、工艺控制和环境条件等措施，可以累积提升焊接强度，从而增强BGA焊点的可靠性与机械强度。

虽然具体提升比例难以量化，但通过深入研究和实践，我们可以更好地控制这些因素，以优化IMC层，提高半导体封装的整体性能。对于进一步探讨，可参考以下文献。

参考文献：