钎料凸台的制造是球栅阵列封装(BGA, ball grid array)、芯片尺寸级封装(CSP, chip scale packaging)及倒装芯片封装(FC, flip chip)等面阵封装的关键技术之一。传统的整体加热方法通常会使得芯片和树脂基板受到较大的热作用,容易引起器件和线路板大的变形,导致互连焊点失效以及后期服役过程中可靠性差。无铅钎料在微电子互连制造中的应用更加加剧了上述影响。感应自加热方法具有三维选择性加热、加热集中、加热速度快、潜在的加热效率高、由材料热膨胀系数不同引起的变形小的特点,有助于解决上述问题。本课题研究的目的在于确定感应自加热重熔工艺参数区间,分析重熔过程中的温度变化特点和冶金反应,建立了计算焊点实际发热功率的热物理模型,为感应自加热方法的实际应用提供理论依据。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)分析了感应自加热方法的加热原理,并且总结了实验装置的设计和技术特点。(2)实施了钎料凸台感应自加热重熔工艺试验及质量分析,实验表明共晶Sn3.5Ag钎料可以在较大参数区间内实现重熔,而且可以获得外观质量良好的钎料凸点。结合温度变化曲线,分析了感应自加热重熔方法的局部加热的特点。通过实际器件的互连实验,证实了该方法的应用可行性。(3)结合不同工艺条件下温度变化曲线和钎料焊盘体系不同部位的温度变化曲线,分析了感应自加热重熔的温度特征。建立了焊点发热功率的热物理模型,并计算了温度变化趋势。(4)分析了感应自加热重熔过程。钎料凸台首先在界面处局部熔化,然后外表面开始熔化,液态钎料聚集在焊盘表面,润湿铺展进而发生反应,实现连接。加热过程的主导因素为钎料球自身的感应发热。(5)结合钎料凸台熔化顺序,分析了界面反应和钎料内部组织演化。分析认为,反应中金属间化合物(IMC, intermetallic compound)的演化与重熔过程中液态金属的流动和温度梯度有关。本文中实验得到的结论反映了实际感应自加热重熔方法的工艺特征、温度特征以及熔化过程特点,为该方法的实际应用提供了理论基础。