Research Progress on the Reliability of Solder Joint for Advanced Microelectronic Packaging

摘要： 在先进封装中器件小型化的趋势下，焊点所处的服役环境越加苛刻，这对焊点材料提出了更高的可靠性要求。为保证微小尺寸焊点的可靠性，具有较强扩散阻挡能力的铁镍、铁镍磷和镍钴磷等合金作为新型凸点下金属层（Under bump metallization，UBM）应用。同时，微量元素对焊料合金力学性能、润湿性及界面化合物生长的调节作用也被广泛研究，以指导新型焊料的制备。与此同时，可靠性分析技术发展迅速。高精度的三维X射线显微镜（Three dimensional X-ray microscopy，3D-XRM）和超声波扫描显微镜（Scanning acoustic microscopy，SAM）等先进无损分析技术在界面表征、缺陷快速定位上的得到广泛应用；透射电镜（Transmission electron microscopy，TEM）、电子探针（Electron probe micro-analysis，EPMA）和背散射电子衍射（Electron back-scattered diffraction，EBSD）等前沿技术填补了纳米尺度表征以及未知物相鉴定等技术空白。随着可靠性分析能力的提高，材料在高温、温度循环、机械应力、电流等常见的单场应力下的失效行为和机理研究日趋成熟。由于多物理场耦合的形式更接近小尺寸焊点实际的工作应力状态，其失效行为机理以及寿命模型逐渐成为研究热点。