(11−4−6) Au厚みの影響
Ni/AuでのAu厚みは様々である。
大和電機
無電解でのフラッシュ 0.03−0.05μm 表面実装
無電解での厚付け 0.1〜0.5(max1.0) Au/Au接合(ワイヤボンディング)、セラミック
電解 0.1〜1.0 Au/Au接合(ワイヤボンディング)、セラミック
大阪大平森
無電解Ni−10P/AuでAuは50、250、500nmではんだはSn−3.5AgとSn−3.5Ag−0.75Cuのはんだボール。
513Kピークで60秒のリフロー条件。
Sn−AgではAuコート無とAuが50nmでは界面にNi3Sn4形成。
Auが250nmと500nmでは明瞭なNi3Sn4が界面には見られない。
AESでは不連続なNi3Sn4が見られる。薄いNi−Sn−Pの連続層が形成されている。
またSn−AgではAuにかかわらずPリッチ層が存在。(Ni−P/Pリッチ層/Ni−Sn−P/はんだの構造)
Ni−Sn−Pにはマイクロ・ボイドが存在。
Sn−Ag−CuではAuにかかわらず(Cu,Ni)6Sn5が形成され、Auコート無とAuが50nmではPリッチ層は観察されない。
Auが250nmと500nmではPリッチ層が存在。
エージング(423K、1.8x10
6秒)でSn−AgではPリッチ層とNi3Sn4が成長。
Sn−Ag−Cuでは(Cu,Ni)6Sn5が成長し、Pリッチ層は変化なし。
冷間押し試験ではSn−AgはPリッチ層が露出(Pリッチ層とNi−Sn−Pの間で破壊)、エージング後のものはしばしばNi3Sn4が見られる。
(Ni3Sn4とはんだに間で破壊)
Sn−Ag−Cuでは破壊面はNi−Pめっき層に位置し(Cu,Ni)6Sn5が一部見られる。
エージング後はNi−Pめっき層と(Cu,Ni)6Sn5の両方の間。
熱間押しでは表の通り。(図は模式状態)
Kim SnCu 無電解Ni/0.15Au
Wang
SnCu Ni−P(10wt%P)/0.06Au
250℃、30s、1、5、10、20min
Sn/Ni(P)に比べSn(Cu)/Ni(P)でのNi3Pの形成はCu−Sn IMC形成による制約を受ける。
Cuの効果
(a)30s(b)1min、(c)5min、(d)10min、(f)20min
IMC剥離
内部応力、界面の不純物、不濡れ(弾き)・・・
楔モデル
柱状Ni−Sn IMC粒のため溶融はんだが柱状Ni−Sn IMC粒の谷間のNi−Sn/Ni3P界面に接触することで
Ni−Sn/Ni3P界面の端からNi−Sn−P相を形成する。
角のNi−Sn−Pの成長が速いのでNi−Sn/Ni3P界面に沿って脆性破壊する。
その2
固相反応でのCu効果
強度へのリフローの影響
強度へのエージングの影響
純Sn、150℃
Sn0.7Cu、150℃
エージングで界面IMCが層状化、(Ni,Cu)3Sn4と(Cu,Ni)6Sn5の混合
Sn0.7Cu、200℃、100h
Sn3.0Cu、150℃
厚いCu−Sn IMCが形成され、安定で成長しない。
界面構造と強度の関係
リフロー後 エージング後
純Snではリフローが長いとNi3P/Cu界面にボイド生成し弱くなるがエージングではボイド生成しない。
Sn0.7Cuでは界面はCu−SnとNi−Snの混合で強く、安定。
Sn3.0CuではエージングでNi3Pが確認されない、なぜCu−Sn/Ni(P)界面が劣化するかは不明。
Sharif
SAC355、Sn−3.5Ag、Sn−0.7Cu、無電解Ni/0.5μmAu
その2
BGA:Sn-3.5Ag、SAC355とパッド:電解Ni/0.5μmAu
He
Cr/スパッタ1.0μmNi/0.3μmAu
無電解Ni−P(12.5at%)/置換Au
He 固相反応 Ni−P
Sn−37Pb、Sn−3.5Ag
スパッタ1000ÅCr/スパッタ1μmNi/無電解5μmNi(12.5Pat%)/Au
130℃、100h (a)Sn−3.5Ag、 (b)Sn−37Pb (以下同様)
130℃、400h
Sn−37Pbのボイド、170℃で100hと625h
Sn−3.5Agのボイドと模式図、190℃、400h
He 南洋工科大
SnAgとSnPbとNi(P)
その1(Ratcev,,SnPbとSAC) 破壊モード
電解Ni 山本
BGA:SAC305、BGA基板:電解Ni/0.7μmAu、基板:Cuプリフラックス、はんだSAC305
(Cu,Ni)6Sn5
千住金属の田口ら
情報不足、写真悪い
BGA
はんだボールφ0.25mm、(電解?)Ni/1μmAu基体、オーバーレジスト構造
界面IMC
Sn−5SbはSn−Ni、Sn−37PbはSn−Ni−Pb、Sn−0.75CuとSACはCu6Sn5
Sn−5Snでは多くのAuSn4が界面付近に存在。
Sn−37Pbでは温度サイクルでAuが界面に集まる。
PCB接合
はんだボール:φ0.5mm
*すべて1μmAuと厚い場合、薄い場合はおきるのか?
通常Ni−Pに使用されるフラッシュAuは0.03〜0.05μm程度。
Mei 接合のAuは0.1wt%