铝条带长度与物质损耗的关系，可以用背应力的作用来进行解释。图8.6钛化氮基线上的一条铝质短条带的示意在分析这样的应力状态影响时，人们提出了在电场力和机械力的综合作用下的原子扩散过程为不可逆转的物理过程的设想。我们应注意到，上文中的背应力是由电迁移引起的，但外加应力和电迁移之间的相互作用是相同的。例如，在阳极施加的压应力会延缓电迁移现象。......
2023-06-20
电迁移引发的背应力在两相材料中的作用
【摘要】：我们将在铝互连的电迁移中所讨论的背应力原理应用在两相共存的混合物的电迁移中。在低于或高于临界应力时，扩散通量则不再相等且逆转反向。式描述了在背应力下电迁移所驱动的偏析现象。我们能够看到，在背应力作用所致通量均衡的情况下，偏析速率由扩散较慢的物质所决定。
我们将在铝互连的电迁移中所讨论的背应力原理应用在两相共存的混合物的电迁移中。阳极的原子积累和阴极的空位聚集导致了应力梯度的产生，它改变了通量，由于总通量的体积变化变为零，即有
将式（9.22）代入式（9.19）中，我们得到产生应力梯度的表达式：
由于背应力的影响，原本大的扩散通量变小，原来小的扩散通量反转方向，所以现在它们可以相互抵消对方。将式（9.23）代入式（9.22）中，我们可以得到
我们注意到上述的推导过程是独立于样本的有限长度的。
另外，对于一个给定长度Δx的样品，我们从式（9.23）中得到临界应力，当样品处于临界应力时就不会有电迁移损伤，因为两个相反的扩散通量是彼此相等的。在低于或高于临界应力时，扩散通量则不再相等且逆转反向。我们也可以这样理解上述等式：在给定电流密度大小的条件下，存在一个临界长度使两个通量大小相等且方向相反。在比临界长度更长或更短的长度下，扩散通量则不再相等并且其扩散方向发生改变。我们注意到，当两个扩散通量相等时，总是存在着电迁移现象，但是在相完全分离之前，没有电迁移导致的损伤。
式（9.24）描述了在背应力下电迁移所驱动的偏析现象。我们能够看到，在背应力作用所致通量均衡的情况下，偏析速率由扩散较慢的物质所决定。如果种类2的物质的扩散率远远小于种类1的物质，并且p1的比例不是太小，则我们有关系式：
此外，偏析的符号方向不是由扩散率的差值决定的，而是由（Z1/Ω1-Z2/Ω2）的比例的差值所确定的。例如，阴极铅的消耗和相应的锡的富集，并不一定意味着铅的扩散率比锡更大，而其物理意义为（ZPb/ΩPb>ZSn/ΩSn）。
体积分数的再分配是由连续性方程所决定的：
所以我们可以推导出：
我们稍后将讨论式（9.25）的随机性与在试验中所观察到的随机状态现象。
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2023-06-20
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电迁移过程中产生背应力的原因详细阅读
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2023-06-20
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电迁移引起的柯肯达尔转变现象在两相结构中的应详细阅读
在另一种情况下，完全没有背应力，这意味着可能产生的应力将全部通过晶格转变被立即释放掉。柯肯达尔晶格转变隐含的假设是，空位浓度在扩散区域处处处于平衡状态，所以在阴极不会有孔洞形成，而在阳极也不会有小丘形成。在这里我们将背应力与柯肯达尔转变的物理模型进行比较。在室温下，焊料的扩散依然相当快，而此时很有可能的是，柯肯达尔转变和背应力机制将共同产生作用，锡被推至阳极处。......
2023-06-20
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共晶两相合金焊料中电迁移诱导的相分离现象详细阅读
的确，这种极端情况已经被Brandenburg和Yeh所证明真实存在于150℃下的共晶锡铅焊点所发生的电迁移现象中。在电迁移后，我们看到两相几乎完全分离。同时，在如9.5节中所讨论的复合材料焊点的电迁移，电迁移诱导锡与铅元素的再分布，分别偏析到阴极处和阳极处。因此，共晶两相混合物里的偏析现象是非常显著的。我们将在下面内容阐述该现象发生在共晶混合物的电迁移中。在一个共晶系统的两相结构中，合金成分并不受共晶点的限制。......
2023-06-20
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电迁移和热迁移的影响因素与控制方法详细阅读
焦耳热不仅会增加焊料凸点的温度，从而增加电迁移速率，还可能在焊料凸点上产生小的温度差，从而导致热迁移。热迁移将在第12章中讨论。焊料接头中另一个非常独特和重要的电迁移行为是它有两个反应界面。图1.16所示为阴极接触界面处电迁移导致的失效的SEM横截面照片，其中额定电流密度约为2×104 A/cm2，试验温度为100℃。图1.16一组由倒装芯片焊料接头阴极处的电流拥挤造成的14μm厚的金属Cu的UBM层溶解导致的电迁移失效SEM照片......
2023-06-20
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金属互连中的电迁移现象优化：探析金属互连中的详细阅读
铝薄膜互连线，需要至少在绝对温度达到1/2的熔点时开始产生电迁移现象。换句话讲，如果物质的浓度场是无源场的话，原子和空位的扩散通量将会均匀分布，则在互连线中也不会发生电迁移现象。如果在某个区域中，它们的分布是十分均匀的，则会有电迁移现象的发生，但并不会有电迁移所导致的损伤出现，其本质原因是其场量是无源的。在接下来的内容中，我们将接着分别讨论微观结构、溶质原子和应力对于焊点的电迁移现象的影响作用。......
2023-06-20
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电迁移对剪切试验的影响分析详细阅读
图11.5剪切试验中倒装芯片试样的光学照片对电迁移对焊料接头剪切行为的影响进行研究，图11.5所示为倒装芯片键合到有机基板上的组件的光学照片，其中大的白色箭头为施加在芯片上推动芯片的力，并对芯片和电路板间的焊料接头产生剪切力。图11.6所示为第二组施加电迁移的试样断口俯视图的SEM照片。剪切试验中菊花链交替失效的现象表明电迁移通过阴极界面处的孔洞形成弱化了阴极界面，这与拉伸试验的结果类似。......
2023-06-20
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