随着电子封装技术的快速发展,微电子领域不断地对焊点可靠性提出新的要求,过厚的界面IMC将降低焊点可靠性,因此需要对界面IMC层厚度进行严格控制。采用镀Ni层可以有效延缓界面IMC的生长,避免过厚IMC形成,降低IMC对裂纹源的诱发及裂纹的扩展。本文以SAC305、Sn58Bi、Sn5Sb这三种钎料为研究对象,分析液态保温、固态时效过程中的界面IMC生长规律及镀Ni层消耗规律,同时对三种微焊点进行剪切性能的测试,分析液态保温、固态时效对焊点剪切强度的影响。研究三种钎料在不同的液态保温温度下,界面IMC生长规律及镀Ni层的消耗规律。结果表明:在180℃液态保温条件下,SnBi/Ni焊点的界面IMC以晶界扩散模式生长,其生长指数为0.3584。界面IMC层厚度与保温时间t^0.3584呈线性关系,SnBi/Ni焊点的镀Ni层消耗量与保温时间t^0.3568呈线性关系。随着保温时间的增加,界面IMC的生长速率以及镀Ni层的消耗速率在逐渐减小,其主要原因是在界面处形成粗大的富Bi相,阻碍了界面IMC的生长,延缓了镀Ni层的消耗。SAC305/Ni焊点在260℃液态保温条件下,界面IMC层厚度与保温时间t^0.3494呈线性关系,镀Ni层的消耗量与保温时间t^0.3294呈线性关系。在280℃液态保温条件下,Sn-5Sb/Ni焊点的界面IMC层厚度与保温时间t^0.5347呈线性关系,界面IMC以体扩散的模式生长。同时,发现Sn-5Sb/Ni焊点的镀Ni层消耗量与保温时间t^0.4987呈线性关系。其中三种钎料中Cu、Bi元素会阻碍对界面IMC的生长、延缓镀Ni层的消耗,而Sb元素的阻碍作用较小。对三种焊点在固态时效过程中的界面IMC生长及镀Ni层消耗规律进行分析,结果发现:三种焊点在固态时效过程中的界面IMC的生长均以体扩散模式生长,但界面IMC层生长速率常数各有不同,Sn58Bi/Ni、SAC305/Ni、Sn5Sb/Ni的生长速率常数依次为5.42×10^-4μm²/h、5.94×10^-3μm²/h、4.07×10^-1μm²/h。三种焊点的镀Ni层消耗量与时效时间t^0.5呈线性关系。Sn58Bi/Ni、SAC305/Ni、Sn5Sb/Ni的镀Ni层消耗常数依次为2.75×10^-4μm²/h、5.64×10^-4μm²/h、2.23×10^-2μm²/h。为了更加深入的研究液态保温、固态时效对三种焊点界面演变的影响。对液态保温、固态时效后的焊点进行剪切性能的测试。结果表明:在液态保温下,Sn58Bi/Ni、SAC305/Ni、Sn5Sb/Ni焊点的剪切强度受到保温时间的影响,当保温时间达到50 min时,Sn58Bi/Ni、SAC305/Ni、Sn5Sb/Ni焊点的剪切性能依次下降21.52%、18.36%、23.60%。这主要是由于钎料内部组织随着液态保温时间的延长发生明显粗化,同时界面IMC层的增厚会诱发裂纹源的产生及裂纹的扩展。在固态时效过程中,SAC305/Ni、Sn58Bi/Ni、Sn5Sb/Ni焊点的剪切强度随着时效时间的增加呈不断降低的趋势。当时效时间为672 h后,Sn58Bi/Ni、SAC305/Ni和Sn5Sb/Ni焊点的剪切强度依次下降18.24%、13.53%、22.46%。由于时效时间的延长,导致在焊点中产生大量孔洞,特别的是在180℃下进行固态时效的Sn5Sb/Ni焊点,其在界面IMC与Cu基板处产生明显的裂纹。随着大量孔洞的增加,裂纹的扩展,导致三种焊点在固态时效下的剪切强度全部下降。