在铝薄膜的晶界中，已经可以观察到由电迁移所诱导的晶界迁移现象。我们现在将讨论在各向异性导体白锡的晶界处的电迁移现象，并且证明电迁移会导致沿着晶界平面的原子通量的产生。以下参考数据为锡沿着这两个方向的扩散率和电阻率：图8.15理想状态下的两个白锡晶粒之间的晶界的简单几何示意在电迁移下的原子的扩散通量方向应当和电子流动方向相同。......
2025-09-29
共晶锡银铜倒装芯片焊点中的电迁移研究
【摘要】：相比之下，共晶锡铅焊料在电迁移过程中，没有化合物被挤压出来。图9.12标记物位置及位移量标记物位置；标记物在无铅焊料焊点的一个横截面表面的移动量样品在垂直于第一横截面的方向进行了第二次横切，图9.13所示为其SEM照片。在电迁移的过程中，该合金生长并穿透了焊料凸点的整个横截面。图9.13无铅焊料焊点的第二横截面的SEM照片
图9.11所示为无铅焊料凸点第一横截面，图9.11（a）~（d）分别是在电迁移试验前，与实验20 h、110 h、200 h之后的情况，温度为120℃，实验电流大小为1.5 A。电子流动方向为从镍UBM层到铜凸点焊盘。实验200 h后，在阴极有孔洞生成[图9.11（d）]。其孔洞形成过程比在9.4.1节中我们讨论过的共晶锡铅焊料要慢得多。但是，在阳极的金属间化合物被挤压成了小丘状。相比之下，共晶锡铅焊料在电迁移过程中，没有化合物被挤压出来。
图9.11 无铅焊料凸点第一横截面
（a）实验前；（b）实验20 h后；（c）实验110 h后；（d）实验200 h后
图9.12所示为标记物a和标记物b在横截面上的运动。其标记物移动量远少于共晶锡铅焊料中的标记物的移动量。在焊料底部区域的标记物移动量更多（4号和5号标记物），它们比较接近被挤压出的金属间化合物。然而，接近化学镀镍UBM层的编号为1号~3号的标记物移动量很小。和共晶锡铅焊料相比，标记物在SnAg3.8 Cu0.7中的移动量要小得多，这表明后者的电迁移过程进行得比前者慢。
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图9.12 标记物位置及位移量
（a）标记物位置；（b）标记物在无铅焊料焊点的一个横截面表面的移动量
样品在垂直于第一横截面的方向进行了第二次横切，图9.13所示为其SEM照片。在阴极处可以观察到孔洞的形成和镍基UBM层的溶解。然而，第一横截面显得很平坦，没有出现明显的凹陷或鼓包。在焊料基体中发现了镍铜锡三元合金化合物（在显微图中颜色较深），这一点与共晶锡铅焊料类似。在电迁移的过程中，该合金生长并穿透了焊料凸点的整个横截面。距化学镀镍UBM层最远的合金，其距离为90μm，几乎到达了铜的阳极处。
图9.13 无铅焊料焊点的第二横截面的SEM照片
（图中分数均为原子百分数）
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