[发明专利]一种锡基钎料互连焊点的电子背散射衍射样品的制备方法

说明书

一种锡基钎料互连焊点的电子背散射衍射样品的制备方法属于电镜样品制备技术领域。其工艺步骤为：粗磨、粗抛、二次抛光、清洗。其中粗抛过程中的抛光粉为0.3～0.5μm的α‑氧化铝抛光粉，二次抛光过程中的抛光液为0.02～0.05μm的氧化硅悬浮液。本发明对样品的尺寸没有限制，制备工艺简单，无机械研磨工艺，无需使用仪器、设备，不受场地、设施限制，抛光效果好。可以容易的制备锡基钎料焊点EBSD样品，可在扫描电子显微镜上获得清晰的EBSD取向成像图。

技术领域

本发明属于电镜样品制备技术领域，特别设计一种锡基钎料互连焊点的电子背散射衍射(EBSD)样品的制备方法。

技术背景

1997年美国通过相关法律禁止电子产品中使用含铅钎料，电子产品逐渐停止了锡铅钎料的使用，取而代之的是锡基无铅钎料。β-锡具有体心四方晶体结构，其晶格常数为由于这种晶体结构，β-锡晶粒在力学、热学、电学等性能上均呈现出不同程度的各向异性。研究表明，在25℃时，Cu沿锡晶格c轴的扩散系数是2×10-6cm2/s，是其沿a、b轴的500倍。并且，焊点通常由一个或三个锡晶粒构成。因此，焊点的电迁移、热疲劳等可靠性极易受到其晶粒取向的影响，研究晶粒取向对焊点可靠性的影响行为十分有必要。

电子背散射衍射(EBSD)技术能够同时观测晶体材料的微观形貌、结构和取向分布，且测定范围大，精度高，因此，被广泛的应用于材料的分析中。EBSD技术能够实现对焊点晶粒取向分布的表征。但其对测试的样品要求极高，要求表面无应力(弹、塑性应力)、无氧化层、清洁、平滑、具有良好的导电性。因此，寻找一种简单、方便的用于观测EBSD的锡基无铅互连焊点的制备方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种锡基钎料互连焊点的电子背散射衍射(EBSD)样品的制备方法，解决锡基钎料互连焊点EBSD样品的制备问题。制备方法工艺简单，无需使用仪器、设备，不受场地、设施限制，抛光效果好，成品率高。

为了达到上述目的，本发明的工艺步骤如下：

(1)粗磨：将锡基钎料焊点样品用1500#～2000#砂纸磨光，用水做润滑剂。沿同一个方向粗磨3-10min，将样品表面磨平，并去除样品表面氧化层，使得样品表面划痕一致。无需机械研磨。清洗并吹干。用显微镜观察锡基钎料焊点表面，以确定样品表面状态；

(2)粗抛：提前配好的α-氧化铝抛光液，即用质量比为1：5的0.3～0.5μm的α-氧化铝抛光粉与去离子水均匀混合制备成的抛光液。将α-氧化铝抛光液倒在纤维绒毛抛光布上，随后对锡基钎料焊点样品进行粗抛5-10min。无需机械抛光。清洗并吹干。通过正交偏振光显微镜(PLM)观察抛后样品表面，确定砂纸留下的划痕已被去除，并且没有应力存在。

(3)二次抛光：将0.02～0.05μm二氧化硅悬浮抛光液倒在合成氧化物抛光布上，对粗抛过的锡基钎料焊点样品再次抛光3-5min。无需机械抛光。清洗并吹干。通过PLM观察抛光后样品表面，确保样品表面没有划痕，得到用于EBSD技术观测的锡基互连焊点样品。

在本发明的一种锡基钎料互连焊点的EBSD样品的制备方法中，所述钎料为锡基的二元合金、三元合金或四元合金。二元合金选自SnCu系列、SnAg系列、SnZn系列、SnBi系列或SnIn系列，三元合金选自SnAgCu系列、SnAgBi系列或SnAgIn系列，四元合金选自SnAgBiIn系列无铅钎料。

在本发明的一种锡基钎料互连焊点的EBSD样品的制备方法中，所述的焊点结构为对接焊点、搭接焊点或球栅阵列封装(BGA)焊点。