黄彬彬，张星辉

(1. 福建师范大学闽南科技学院，泉州362332;2. 西南交通大学现代物理研究所，成都610031)

1 引 言

随着电子设备的微型化和集成电路的高度密集，电迁移(EM)已成为破坏集成电路可靠性的一个不可逆因素. 在过去的几年中，特别是对倒装芯片Sn 基钎料凸点接头的电迁移(EM)失效进行了广泛的研究［1-2］. 目前，最有前途的Sn 基钎料主要有SnPb、SnCu、SnAg、SnIn 和SnInCu 等几种合金，并且其焊点的电迁移机制得到了国内外学者广泛的研究［3-4］. 研究发现对于含Sn 和Pb两种元素的SnPb 共溶合金在电迁移过程中的主导原子是由温度决定的［4］. 但是对于SnCu、SnIn-Cu、SnAgCu 等共溶合金(为了简化，命名为SnTM)而言，其电迁移的过程中主要的迁移原子为Cu 原子. 此外，SnTM 相对于SnPb 具有更长的电迁移寿［6］. Liu 等［5］人研究发现添加微量的Cu 可以提高SnPb 合金的电迁移性能. Yamanaka等［6］人指出添加微量的In 可以提高Sn 基钎料的抗电性能，并且其电迁移过程In 原子为主要的迁移原子. 但是，到目前为止，Cu 原子或者In 原子在Sn 基钎料中为什么是主导的电迁移原子的机制还尚未完全清楚. 而且，对于Cu 和In 等元素的添加为什么能够提高Sn 基钎料的抗电性能也需要进一步研究.

一般来说，电迁移产生的原子通量J 可以这样描述［7］:

其中C 代表着迁移原子的溶度，D 代表着扩散率，其表达式为D =D0exp(-Q/kT)，这里的D0为振动频率，Q 为扩散激活能，k 为波尔兹曼常数，T为绝对温度. F 代表着电迁移的驱动力，其可表示为F=Z*eE，这里e 为电子的电荷，Z*为有效电荷数，E 为电场强度. 通过方程(1)可知，Cu和In 一定是通过影响Sn 基钎……