研究目的
研究镍层厚度对金属间化合物形貌及演变的影响以及ENEPIG镀层的可靠性。
研究成果
使用具有不同表面光洁度的基板来评估时效过程中金属间化合物(IMC)的微观结构及其演变。对于常规ENEPIG镀层,较厚的Ni-P层能充分增强扩散抑制效果,即使经过长时间时效也不会出现脆性IMC生长。对于超薄ENEPIG镀层,Ni-P层很快被完全消耗,但随后形成的Ni-Sn-P层仍对铜的扩散具有轻微抑制作用。总体而言,晶态Ni3P和Ni-Sn-P层可能延缓Cu3Sn IMC的快速生长。随着IMC的生长,焊点与焊盘之间的剪切强度呈下降趋势。适当增加Ni-P层厚度可减少脆性断裂的出现,并有效提高结合强度。
研究不足
该实验未观察到明显的柯肯达尔孔洞,可能是由于时效时间较短。后续将开展跌落测试和温度循环测试,并结合前期金属间化合物演化的研究结果,一并展示失效模式及其成因。
1:实验设计与方法选择:
将商用SAC305焊料在不同厚度镍层(0.3微米和3微米)上回流焊接,研究Cu/Ni金属间化合物(IMC)的演变过程,同时以OSP样品作为对照样本。通过150°C老化实验评估长期热稳定性。每个老化阶段后进行高速剪切测试以估算IMC的机械强度并分析断裂形貌。
2:3微米和3微米)上回流焊接,研究Cu/Ni金属间化合物(IMC)的演变过程,同时以OSP样品作为对照样本。通过150°C老化实验评估长期热稳定性。每个老化阶段后进行高速剪切测试以估算IMC的机械强度并分析断裂形貌。
样本选择与数据来源:
2. 样本选择与数据来源:采用不同厚度Ni-P层(0.3微米和3微米)研究Cu/Ni IMC演变,金层和钯层厚度分别约为0.05微米和0.1微米。
3:3微米和3微米)研究Cu/Ni IMC演变,金层和钯层厚度分别约为05微米和1微米。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:扫描电子显微镜(SEM)、PTR 1101型键合强度测试仪。
4:实验流程与操作步骤:
样品在150°C下进行不同时长老化处理,每个老化阶段后开展高速剪切测试研究IMC机械强度及断裂形貌分析。通过SEM观察微观结构。截面样品先环氧树脂镶嵌,再依次用#800、#1200、#2400和#4000砂纸打磨,最后用0.25微米金刚石粉末抛光。
5:##2400和#4000砂纸打磨,最后用25微米金刚石粉末抛光。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:使用Adobe Photoshop根据不同衬度图像选取同层IMC区域,通过公式T=A/L计算厚度T。
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