(12−3−3) はんだボール接合における破壊モード

 はんだボール接合における破壊モードの模式図(JEDEC)



  パッド剥離と積層板クレータリング


  JEDEC JESD22−B117Aによればはんだボール試験でツールの移動速度は
    低速度 0.1〜0.8mm/s
    高速度 10〜1000mm/s


 はんだボールの界面破壊
Darveax  
  試料内容、Pad金属の厚みが不明で評価がしにくい場合がある。

  界面微細構造 はんだと基材(パッド)
 

  試験条件  エージング:125℃x24h、BGAあるいはFC


  破壊様式(モード)



  界面破壊での基材種類と破壊位置
   Cuパッド


   Al/NiV/Cu UBM


   Ni(P)とSAC305


   電解NiとSAC305


  いずれも(Cu,Ni)6Sn5が形成されていない。

 延性−脆性遷移


  ひずみ速度の影響







 はんだの影響
  Sn0.7Cu


 AX:リフローA回





  パッドの影響

  *ENIGとISn(置換Sn)は接合寸法が異なるので比較できない。




Shohji SAC305



   Ni−P/Auが高ひずみ速度で悪化。




Newman 
 はんだボールの固着強度
  Sn37Pb、Sn36Pb2Ag、SAC355
  電解NiAu、無電解NiAu(ENIG)、Cu


 せん断




 Long:リフロー後1〜6ヶ月、Short:リフロー後2日以内


冷間プル





・エージングの影響

Ou 微小衝撃試験 
 Sn1Ag、Sn1Ag0.5Cu、Sn1Ag0.5Cu1In







  エージングで延性−脆性遷移を起こしている。
  連続的IMC成長とはんだの軟化で衝撃値上昇。

Song シェアとプル
  界面の微細構造、SAC405  ENIGとOSP































  OSPが脆性破壊しやすい。エージングの影響も受けやすい、IMC成長に起因。


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