添加镍的Sn-Cu系无铅焊料(1)

概述了添加Ni的Sn-Cu系无铅焊料和Sn-Cu无铅焊料与基板的接合界面上形成的Cu6Sn5金属间化合物中龟裂的抑制。     

Sn-Ag-Cu焊点IMC生长规律及可靠性研究

Sn-Ag-Cu焊料目前是最有希望替代Pb-Sn合金的焊料.在回流焊过程和电子产品服役过程中,Sn-Ag-Cu焊料与基体金属间形成的金属间化合物(IMC)及其演变是影响焊点可靠性的主要因素之一.本文针对Sn-Ag-Cu焊料与Cu和Au/Ni/Cu界面形成的IMC,分析其回流和时效过程中IMC的变化规律.     

Sn-Ag-Cu焊料中金属间化合物对焊接性能的影响

讨论了Sn-Ag-Cu焊料与Cu焊盘间在回流焊过程中形成的金属间化合物(IMC)的种类、形态,Ag含量和Cu含量对IMC的影响,IMC在老化过程中的生长演变及其对焊接性能的影响。结果表明:Sn-Ag-Cu焊料与Cu焊盘之间的金属间化合物主要是Cu6Sn5和长针状的Ag3Sn,Ag和Cu的添加对组织有明显细化作用,但过量添加会影响IMC的性能。IMC的演变主要是与老化温度、老化时间有关,较厚的IMC不利于焊接性能的提高。     

微电子封装中Sn-Ag-Cu焊点剪切强度研究

提出了一种对微电子封装器件中焊点剪切强度进行测试的方法,可有效降低测试误差.利用该方法,对Sn-Ag-Cu无铅焊料分别在Cu基板和Ni-P基板上形成的焊点,经不同的热时效后的剪切强度进行了测量,并对断裂面的微观结构进行了研究.结果表明,新的剪切测试方法误差小,易于实施,焊点剪切强度、断裂面位置与焊料在不同基板界面上金属间化合物的形貌、成分有关.     

浅谈Sn-Ag-Cu无铅焊料的可靠性

随着电子组装技术的发展,电子产品在制造过程中使用的焊料也随之更新换代,由原来的使用锡铅焊料改为使用无铅焊料,特别是Sn-Ag-Cu焊料,以满足WEEE和RoHS指令以及其他方面的要求。然而,使用无铅焊料却带来了一系列的问题,这些问题自然影响到产品的可靠性和使用寿命,因此,成为业界最关注的热点问题。文章主要讨论了Sn-Ag-Cu焊料的可靠性等问题。     

电迁移对Ni/Sn63Pb37/Cu焊点界面反应的影响

研究了在125℃,1×103 A/cm2条件下电迁移对Ni/Sn63Pb37/Cu BGA焊点界面反应的影响.回流后,在焊料/Ni界面处形成Ni3Sn4、在焊料/Cu界面处形成Cu6Sn5的金属间化合物.随着电迁移时间增加,芯片侧金属间化合物转变为(Cu,Ni)6Sn5类型化合物,印制板侧Cu6Sn5金属间化合物类型保...     

波峰焊及再流焊无铅焊点组织演变规律的研究

以电子封装线上的波峰焊无铅焊点Sn-0.7Cu/Cu、回流焊无铅焊点Sn-3Ag-0.5Cu/Cu为对象,研究了150 ℃时效过程中无铅焊点处金属间化合物(IMC)、焊料合金组织的演化规律及界面处金属间化合物生长的动力学.试验结果表明:两种无铅焊点处IMC层的厚度随着时效时间的延长而增加,IMC层的生长基本上符合抛物线规律,因此IMC层的长大受元素扩散控制;且两种无铅焊点处IMC层的生长速率常数相近,但Sn-0.7Cu焊料中Sn的晶粒尺寸较Sn-3Ag-0.5Cu中的大;长期时效后,在试样的IMC层内发现有孔洞产生.     

微量Ce对SnAgCu焊料与铜基界面IMC的影响

配制了w(Ce)为0.1%和不加Ce的两种Sn-3.5Ag-0.7Cu焊料。在443K恒温时效,研究Ce对焊料与铜基板界面金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响。结果发现,焊点最初形成的界面IMC为Cu6Sn5,时效5d后,两种焊料界面均发现有Cu3Sn形成。随着时效时间的增加,界面化合物的厚度也不断增加。焊料中添加w为0.1%的Ce后,能抑制等温时效过程中界面IMC的形成与生长,生长速率降低近1/2。并且,界面IMC的形成与生长均由扩散机制控制。     

Sn-37Pb焊球与Ni/NiP UBM界面反应特性研究

通过对共晶锡铅焊球与Ni/NiP UBM层扫描电镜界面微观组织观察和成分分析,研究了Sn-37Pb/Ni和Sn-37Pb/NiPUBM焊点界面反应特性。研究表明芯片侧界面IMC由Ni层到焊料的顺序为:靠近Ni层界面化合物为(Ni,Cu)_3Sn,靠近焊料侧化合物为(Cu,Ni)_6Sn_5;PCB板侧界面IMC包括靠近NiP层的NiSnP化合物和靠近焊料侧的(Cu,Ni)_6Sn_5化合物,NiSnP是由于Ni的扩散形成。PCB板侧NiP镀层中存在微裂纹缺陷,此裂纹缺陷会导致金属间化合物中产生裂纹,从而对焊点力学性能和可靠性产生不良的影响。     

无铅焊接焊料合金的特性分析和热机性能研究

电子封装与组装是电子产业的重要支柱之一,而今绿色制造己成为普世的价值和标准。在绿色电子封装与组装产业中,无铅焊与其相关可靠性占有着最关键的地位。对于无铅焊接的实行,材料选择主要是含有Sn的焊料。当前,Sn-Ag-Cu（SAC）合金被认为是无铅标准合金中最多使用的系列之一。然而,各地区之间对无铅焊料的选择仍存在诸多分歧,不同公司会选择不同配比的SAC焊料系列。     

无铅封装认证

电子产品向无铅化转变是大势所趋。但电子产品无铅焊料的回流温度比有铅焊料高40℃左右,这会导致产品的金属间化合物生长加速和潮气等级降低。在实现从有铅到无铅的转变前,需要对相关的材料进行认证,以保证产品能够满足用户需要。文章主要讨论了无铅封装材料的认证问题。     

无铅焊料的蠕变行为研究进展

无铅焊料已经逐渐代替锡铅焊料广泛应用于电子产品连接技术。但其在环境中的物理和机械性能,尤其是蠕变性能却低于锡铅焊料合金,成为无铅焊料可靠性的主要问题。综述了近些年来无铅焊料蠕变性能的研究,包括蠕变机制、蠕变本构方程、焊点尺寸、无铅合金成分、金属间化合物以及微观组织结构对蠕变性能影响等主要研究热点,并对此领域的发展做出了展望。     

感应自加热重熔无铅焊料凸台的剪切失效模式

通过两次高频感应重熔制备了Cu焊盘上S n3．5Ag焊料和Sn3．0Ag0．5Cu焊料凸台,并进行了120℃下的老化试验以及老化试件的剪切强度试验,分析了不同老化时间下两种无铅焊料凸台的剪切断裂模式。焊料凸台的剪切载荷-位移曲线的特征以及对焊料凸台剪切断口的扫描电镜形貌分析结果表明,不同老化时间下无铅焊料凸台的剪切断裂表现为塑性、韧性和脆性三种断裂模式。对凸台焊料合金的组织以及界面观察结果表明,随老化时间不断生长的脆性金属间化合物层以及焊料组织粗大是致使断裂失效模式转变的根本原因。     

高温高铅焊料无铅化的研究进展

微电子封装工业中应用于高温领域的高铅焊料的无铅化是一个国际化难题。对目前高温无铅焊料的研究进展进行了综述,包括80Au-20Sn、Bi基合金、Sn-Sb基合金和Zn-Al基合金。从各种焊料的熔化行为、力学性能、导电导热性能、润湿性、界面反应和可靠性等方面,总结了这些高温无铅焊料的特性以及在应用中各自存在的问题。通过比较,认为Sn-Sb基合金在高温领域取代高铅焊料将有很大的应用前景。     

无铅电子封装发展现状

无铅钎焊方法现已成为环保型电子产品封装中的关键性技术。在几种替代选择的合金中,结合考虑了其他合金如Sn-Zn-Bi熏Sn-Cu熏Sn-Bi-Ag等,确认Sn-Ag-Cu合金族为无铅钎料的首选。通过采用对热力学和结构分析,结合CLAPHAD法等动力学计算方法,已经精确的测出了无铅合金体系的相图。当Sn-Zn蛐Cu体系中形成Cu-Zn化合物时,在大多数无铅钎料蛐Cu的界面处形成Cu6Sn5蛐Cu3Sn层。研究了在固态和钎料中的金属间化合物层的生长动力学熏也考虑到了蠕变和疲劳现象。在无铅钎料的许多未来应用中,需要更多的工作来建立合理的科学基础以推进它们的应用。     

添加Sb和LaB6对Sn3.0Ag0.5Cu/Cu界面IMC生长的影响

研究了Sb和稀土化合物的添加对Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊料焊接界面金属间化合物层生长的影响。研究结果表明,固态反应阶段界面化合物层的生长快慢排序如下:v(SAC0.4Sb0.1LaB6/Cu)v(SAC0.4Sb/Cu)v(SAC0.1LaB6/Cu)v(SAC/Cu)。计算各种界面IMC生长的激活能Q结果表明,Sn3.0Ag0.5Cu/Cu界面IMC生长的激活能最高,为92.789 kJ,其他焊料合金Sn3.0Ag0.5Cu0.4Sb0.1LaB6/Cu,Sn3.0Ag0.5Cu0.1LaB6/Cu和Sn3.0Ag0.5Cu0.4Sb/Cu界面IMC生长的激活能分别为85.14,84.91和75.57 kJ。在老化温度范围内(≤190℃),Sn3.0Ag0.5Cu0.4Sb0.1LaB6/Cu的扩散系数(D)最小,因而其界面化合物的生长速率最慢。     

Pb/Sn/Ag焊料-Pd/Ag导体微观形貌随温度的演变

研究了不同高温存储过程对Pb/Sn/Ag焊料-Pd/Ag导体微观界面的影响.通过光学显微镜观察焊料-导体系统的微观形貌随高温过程的演变,借助扫描电子显微镜进行微观界面元素分析,获得Pb/Sn/Ag焊料-Pd/Ag导体间的元素扩散状态.同时探讨了不同温度条件下存储时间与扩散层厚度的关系.研究表明:在高温作用下,焊料和导体...     

微电子封装中Sn—Aq—Cu焊点剪切强度研究

提出了一种对微电子封装器件中焊点剪切强度进行测试的方法，可有效降低测试误差。利用该方法，对Sn—Ag—Cu无铅焊料分别在Cu基板和Ni-P基板上形成的焊点，经不同的热时效后的剪切强度进行了测量，并对断裂面的微观结构进行了研究。结果表明，新的剪切测试方法误差小，易于实施，焊点剪切强度、断裂面位置与焊料在不同基板界面上金属间化合物的形貌、成分有关。     

典型Sn基焊料凸点互连结构电迁移异同性

研究了Sn37Pb,Sn3.0Ag0.5Cu和Sn0.7Cu三种焊料BGA焊点在电迁移作用下界面的微观组织结构.在60℃,1×103 A/cm2电流密度条件下通电187h后,Sn37 Pb焊点阴极界面已经出现了空洞,同时在阳极有Pb的富集带;Sn3.0Ag0.5Cu焊点的阴极界面Cu基体大量溶解,阳极金属间化合物层明显比阴极厚;对于Sn0.7Cu焊料,仅发现阳极金属间化合物层厚度比阴极厚,阴极Cu基体的溶解不如SnAgCu明显,电迁移破坏明显滞后.     

典型Sn基焊料凸点互连结构电迁移异同性

研究了Sn37Pb,Sn3.0Ag0.5Cu和Sn0.7Cu三种焊料BGA焊点在电迁移作用下界面的微观组织结构.在60℃,1×103 A/cm2电流密度条件下通电187h后,Sn37 Pb焊点阴极界面已经出现了空洞,同时在阳极有Pb的富集带;Sn3.0Ag0.5Cu焊点的阴极界面Cu基体大量溶解,阳极金属间化合物层明显比阴极厚;对于Sn0.7Cu焊料,仅发现阳极金属间化合物层厚度比阴极厚,阴极Cu基体的溶解不如SnAgCu明显,电迁移破坏明显滞后.