在同热老化下,Cu,Ni,Ag微合金Sn-5Sb/Cu接接头的微结构演变,IMC生长和微硬度
Meiling Xin1, Xiuqi Wang1,2, Fenglian Sun2
1State Key Laboratory of Rolling and Automation, Northeastern University, Shenyang, 110819 People's Republic of China.
Journal of materials science. Materials in electronics
|April 16, 2024
概括
微合金Sn-5Sb/Cu接头与Cu,Ni和Ag显著抑制界面金属间化合物 (IMC) 的生长并增强微硬性. 这些微合金接头显示了改进的微结构和适用于高温条件的应用潜力.
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.
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- Sn-5Sb用于电子包装,但在长时间的高温老化下可以降解.
- 接口间金属化合物 (IMC) 的增长,特别是Cu3Sn,是限制接关节可靠性的关键因素.
- 传统的Sn-3Ag-0.5Cu (SAC305) 合剂很常见,但在苛刻的应用中存在局限性.
研究的目的:
- 研究Cu,Ni和Ag微合金对Sn-5Sb/Cu关节在异热老化过程中的微结构和界面IMC生长的影响.
- 与普通Sn-5Sb/Cu和SAC305接头相比,评估微合金Sn-5Sb/Cu接头的微硬度和可靠性增强.
- 评估微合金Sn-5Sb合剂在高温电子包装中的潜力.
主要方法:
- 制备微合金Sn-5Sb/Cu接头 (含Cu,Ni,Ag),普通Sn-5Sb/Cu接头和SAC305/Cu接头.
- 准备好的关节的长期异热老化.
- 微结构分析,界面IMC增长观察和微硬度测试 (HV).
主要成果:
- 与普通接头相比,微合金接头表现出精细的微结构, (Cu,Ni) 6Sn5化合物的粗化速度较慢.
- 在微合金接头中观察到显著的界面IMC增长抑制,特别是Cu3Sn,其厚度和扩散系数降低.
- 微合金元素诱导了沉强化,导致接和老化的接头都具有优越的微硬度值 (20-35 HV).
结论:
- Cu,Ni和Ag微合金有效地改善了Sn-5Sb/Cu接头的微结构和热老化稳定性.
- 微合金接头表现出对界面IMC生长的优越抵抗力和增强的机械性能.
- 这些发现表明,微合金Sn-5Sb合剂对高温电子包装应用具有前景,包括第三代半导体.
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