Elektronikus áramkörök megbízhatósági problémáinak metallurgiai elemzése

Dr. Illés Balázs,

Metallurgiai kísérletekkel igazoltam, hogy magas hőmérsékletű öregbítés során az Sn/Cu és Sn/Ni réteghatárokon az intermetallikus réteg növekedésének jellege megegyezik. A rétegfelvitelt követően az Sn/Cu réteghatárán keletkező Cu6Sn5 összetételű intermetallikus réteg mind vastagságában mind felületi érdességében 3–5-szörös értékekkel rendelkezik az Sn/Ni réteghatárán keletkező NixSny összetételű intermetallikus réteghez képest (a réteg több különböző fázisit is tartalmaz). Ennek megfelelően emelt hőmérsékletű öregbítés során, a Cu6Sn5 és a NixSny összetételű intermetallikus rétegek növekedési gradiensei között a különbség átlagosan 3,5-szörös a Cu6Sn5 javára. Ezzel szemben az egyes intermetallikus réteg típusok növekedési rátái között a különbség jóval kisebb, átlagosan csak 1,6-szoros a Cu6Sn5. javára. Amplitúdó eloszlás függvények vizsgálatával kimutattam, hogy a Cu6Sn5 és a NixSny összetételű intermetallikus rétegek felületi érdességének változása a magas hőmérsékletű öregbítés során ugyan olyan jelleget mutat. Így összességében igazoltam, hogy az Sn/Cu és Sn/Ni rétegszerkezetek között tapasztalt ón whisker növekedésbeli különbségek egyik lényeges tényezője az ón réteg felvitelekor kialakuló (kezdeti) intermetallikus rétegek szerkezetbeli különbsége, és nem csak az öregedése során a Cu6Sn5 réteg nagyobb abszolút növekedési sebessége.

A teljes kutatási beszámoló letölthető innen (PDF)

Dr. Illés Balázs, egyetemi docens, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

2014.11.24.