提高PbSn接器可靠性与GE微合金诱导优化金属间化合物的增长增长

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 金工业是金工业的一个方面.
• 固态物理 固态物理

背景情况:

• -锡 (PbSn) 合剂对于航空航天和军事应用中的高可靠性半导体设备至关重要.
• 微合金已在没有Pb的合剂中确立,但在传统的PbSn合剂中未被探索.
• 金属间化合物 (IMC) 的生长和形态是接关节的主要失败机制.

研究的目的:

• 通过 (Ge) 微合金来研究PbSn接可靠性的优化.
• 了解Ge对界面金属间化合物 (IMC) 形成和演变的影响.
• 评估Ge微合金在提高接接头可靠性的有效性.

主要方法:

• 为了阐明Ni3Sn4界面IMC的生长机制,进行了第一原则计算.
• 在可靠性测试中对IMC生长和形态的实验性研究.
• 微合金 Pb60Sn40 接剂的微合金,含有微量 Ge.

主要成果:

• 第一原则计算显示,Ge兴奋剂增加了Ni扩散的能量屏障,抑制了IMC的增长.
• 在Pb60Sn40接接头中,Ge微合金显著降低了IMC厚度22.6%38.7%.
• 在各种测试中,添加0.013重量% Ge的最小加量被证明有效地提高了接的可靠性.

结论:

• 微合金是一种可行的策略,可以提高传统PbSn合剂的可靠性.
• 通过地质兴奋剂抑制界面IMC生长为苛刻的应用提供了一个有前途的方法.
• 使用Ge微合金优化PbSn合剂为高可靠性电子设备提供了有前景的解决方案.