铋繁殖机制研究含有底座无铅焊料



铋繁殖机制研究含有底座无铅焊料
研究了含有少量铋的焊料的热循环可靠性特性,其根据新要求低于4wt%。
分析实验室

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授权:


imbok lee和年轻吴李
Sejong大学MK电子有限公司
韩国首尔

Aakash Valliappan和Tae-Kyu Lee,Ph.D.
波特兰州立大学
或者,美国

概括


在汽车现场应用中实现的晶圆级芯片秤包中,在基于锡的无铅焊料互连中的较高热机械可靠性性能的需求在汽车领域应用中实现的晶片级芯片刻度封装。该研究表明,与SAC405焊料相比,少数WT%的铋在热机械可靠性结果中提高了64%。在这项研究中,12mm x 12mm x 1mm厚度228ld CTBGA封装在62mil厚度板上组装,使用SAM305焊膏使用NSMD Cu-OSP垫。本研究旨在验证启用可靠性改进的关键机制。裂纹传播路径在热循环的无铅焊料互连中与-40至1250℃温度范围和10oC坡度速率的热循环液体的变化移位。

通过极化光学成像和高速EBSD(电子背散衍射)分析研究了微观结构。观察到相关的晶粒结构演化,揭示了热循环期间可识别的拟血晶粒结构显影。随着热循环过程中的微观结构演化,每个局部菊花链的细节电阻监测使得各种焊料之间的比较,显示出裂纹引发和繁殖现象。通过这种分析,进行了裂纹启动和传播的去耦。


结论


热循环试验结果确定了铋添加的焊料减轻重结晶和晶粒细化,其起到强化机制的作用并导致热循环可靠性性能改善。观察到,在块状区域到封装侧界面的裂缝传播路径的变化,没有子质结构的显影导致降低裂缝传播速率。此外,已经观察到,从铋加入焊料中的最终失效开始的抗性变化比普通囊焊料更长。

最初在SMTA程序中发表

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