集成電路由芯片、引線框架、塑封三部分組成，其中引線框架的作用是導(dǎo)電、散熱、連接外部電路。制作引線框架的材料不僅要具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱性能，而且還要有優(yōu)良的釬焊性能，近年來銅合金引線框架材料因其優(yōu)良的性能得到了廣泛的應(yīng)用。引線框架通過引腳采用釬料進(jìn)行焊接形成焊點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電子封裝中的各級(jí)焊接。當(dāng)釬料與銅合金母材充分潤(rùn)濕形成焊點(diǎn)后，會(huì)在其界面處形成一層金屬間化合物。釬焊初期形成的金屬間化合物可以確保銅合金母材與焊料之間有良好的冶金連接，金屬間化合物的厚度直接影響焊點(diǎn)的性能，當(dāng)金屬間化合物的厚度小于1μm時(shí)，焊料和金屬間化合物之間沒有裂紋產(chǎn)生；當(dāng)金屬間化合物厚度介于1-10μm之間時(shí)，抗拉強(qiáng)度開始下降;當(dāng)金屬間化合物厚度大于10μm時(shí)，隨著殘余應(yīng)力的積累，金屬間化合物與焊料的拉伸強(qiáng)度顯著下降，直至斷裂。電子設(shè)備出現(xiàn)的故障中有很大一部分是由于焊點(diǎn)接觸不良造成的，尤其是移動(dòng)式設(shè)備，焊點(diǎn)可靠性問題受到了越來越多的重視。隨著表面組裝技術(shù)的迅速發(fā)展及無鉛釬料的應(yīng)用，無鉛釬料焊點(diǎn)的可靠性已成為近年來微連接領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)之一。在眾多的無鉛釬料合金當(dāng)中，SnAgCu合金以其優(yōu)良的潤(rùn)濕性能及力學(xué)性能被認(rèn)為是最有潛力的含鉛釬料的替代品。

金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)、形貌以及它們對(duì)焊點(diǎn)力學(xué)性能的影響已經(jīng)有人進(jìn)行了大量的研究，但不同的銅合金成分對(duì)無鉛焊料與銅合金框架材料的界面金屬間化合物的影響卻很少有人進(jìn)行研究。新型高性能框架材料Cu-Cr-Sn-Zn系合金具有優(yōu)良的高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、耐軟化溫度、沖壓成形性、電鍍性等性能而得以開發(fā)。日本報(bào)道的該合金的導(dǎo)電率為80/75%IACS，抗拉強(qiáng)度35/65kgf/mm2，顯微硬度105/195HV，目前國內(nèi)對(duì)該合金系的研究甚少。本文著重研究該合金與目前常用的Cu-Fe-P系、Cu-Cr-Zr系合金與SnAgCu系釬料的釬焊焊點(diǎn)界面組織，比較不同的引線框架銅合金材料與SnAgCu系釬料焊點(diǎn)在焊接后以及經(jīng)高溫恒溫時(shí)效后的界面組織，探討了不同的銅合金成分對(duì)引線框架銅合金材料與SnAgCu釬料界面金屬間化合物厚度的影響。

時(shí)效前3種銅合金框架材料與SnAg3.0Cu0.5焊膏所形成焊點(diǎn)均獲得了良好的界面形貌，表現(xiàn)出很好的可焊性。焊點(diǎn)經(jīng)160℃保溫老化300h后界面處的金屬間化合物均發(fā)生了不同程度的生長(zhǎng)，厚度逐漸增加，IMC形態(tài)由扇貝狀轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝?，靠近SnAg3.0Cu0.5焊料的一側(cè)為Cu6Sn5層，而靠近銅合金片材基體的一層則存在極薄的一層Cu3Sn層。Cu-0.38Cr-0.17Sn-0.16Zn合金的焊接可靠性好于Cu-0.1Fe-0.03P合金和Cu-0.36Cr-0.03Zr合金。Cu-0.38Cr-0.17Sn-0.16Zn合金中Zn元素在界面處的富集有效地減慢Cu原子的擴(kuò)散速度，提高了其活化能，降低了焊點(diǎn)界面處金屬間化合物的生長(zhǎng)速度。(欣然)