(11−6) その他の基体との反応 その他の基体との反応

 Snと主な金属との界面反応でもすでにいくつか紹介している。

  Snへの溶解が少ない金属としてNi、Co、Fe、Ptなどが知られ電極、UBMとして主にNiとその合金が使用されている。
  一方NiあるいはNi合金ではCu含有はんだで界面にCu6Sn5が形成し問題の可能性がある。
  これに対しFe−Ni合金はSnへの溶解が少なく、Cu含有はんだでもCu6Sn5が形成されないことが知られている。
  調べた限りではFe、Co、Ptでは接合界面へのCu6Sn5堆積(偏析)はないようである。


(11−6−1) Co基体

 Ratchev
 3μmCo





Labie




 Co Wang

BEI micrographs of the Sn/Co interfacial reactions at 250 °C for various durations. (a) 30 min and (b) 1 h.


(a) Growth thickness of CoSn3 layer as a function of reaction time in the Sn/Co couples at 240?260 °C.
(b) Arrhenius plot of ln(k) versus 1000/T.

 BEI micrographs of the Sn/Co interfacial reactions annealed for 2 h at (a) 320 °C, (b) 340 °C and (c) 327 °C.



 Zhu
 Sn/Co拡散対で673、773KではCoSn2、873KではCoSn


673Kで(a)30min、(b)40min、(c)24h


873Kで(a)2min、(b)30min


 Sn-Bi-In-Sb-Zn Co
 87.5Sn−7.5Bi−3In−1Zn−1Sb、80Sn−15Bi3In−1Zn−1Sb
 




Co-P
 SAC305とCo−PあるいはNi−Co−P、保護膜Au。


 Ni−Pでは層状IMCであるがCo−PあるいはNi−Co−Pでは針状IMC(Co−P:太い、Ni−Co−P:細長い)。

Daito
 Co−P、Ni−PともAu保護膜(0.03〜0.05μm)付き。
 ボール衝撃試験1m/s。

 Co−Pの形成されるIMCはNi−Pに比べて薄く、平滑。
 Co含有はんだとNi−Pに形成されるIMCは他より非常に厚い。
 *IMC相は同定されていないがNi−PではCu6Sn5であろう。





Sn-Zn/Co

 γ:CoZn13

Giles Humpston Principles of Soldering
 共晶Sn-Pbと各種基体との界面反応


(11−6−2) Fe基体

Fe IMC西川
 SAC305 FeSn2




 Fe Protsenko
 

(11−6−3) ステンレス鋼

Cr鋼

 260℃ 100h






 形成されたIMCはおそらくFeSn2
 Crの少ないK455が他と大きく異なる。


ステンレス
 SAC305とSUS304(18−8−Mn)、316(17−10−Mo−Mn)


(11−6−4) Ti基体

  Ti/Ni/Ag


ダイオードはTi/Ni/Agでおのおの0.15、0.25、2μm
MOSFETはAl/Ti/Ni/AgでTi/Ni/Agは0.15、1、0.6μm




ダイオード/はんだ












Yan 
 Auー20SnとIn−48Snを無電解3Ni/0.2Auと0.2Ti/2Au



 Tiの反応層は見えない。

デンソー
 


 Ti/0.25Au


 Ti−SnのIMCが形成されているとする。

Jang 共晶Sn−Pb








  NiTi




(11−6−5) Pt基体

  Pt Yang
 直流マグネトロンスパッタでSi上にTi(50nm)/Pt(500nm)形成。
 PtSn4が形成される。





Yang




Ptは消費される量が少ないのに形成されるIMCは厚い、IMCのSn量が多い。

  Pt 王博士論文 Wang


 250℃リフロー







 235℃、90秒


 エージングの影響




 250℃x10分

  100h

250℃x10分、200℃x2000h


200℃


 200℃、500時間

 200℃でのエージングにおけるPt、Niの消耗比較(μm)
時間(hr) 100 500 1000
Sn/Ni 7.2 8.5
Sn−3.5Ag/Pt 2.8 5.3 7.8
Sn−3.5Ag−0.5Cu/Ni 1.8
Sn−3Ag−0.5Cu/Pt 1.6 4.6 6.1


Li
 →52In−48Sn

SEM images of IMCs features and distributions: (a) Cu/In-Sn couple after 2 h; (b) Ni/In-Sn couple after 24 h; (c) Pt/In-Sn couple after 3 weeks;
(d) Ti/In-Sn couple after 96 h; (e) V/In-Sn couple after 12 days; and (f) Nb/In-Sn couple after 3 months.





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