(15−5−7) 結晶方位

  Snは異方性の大きい物質なので、Sn膜およびウィスカの結晶方位は重要視されている。

Sarbol 2010



 Schetty
  MSA型に対し、非MSA(メタン・スルフォン酸)型Snめっきが乾燥55℃、4−65〜150℃、室温放置でウィスカなし。
  MSA型はめっき後圧縮応力が認められ、エージングで上昇したが、非MSAは認められなかった。
  違いは結晶方位、<220>結晶方位でウィスカ成長しない。

  


INEMI Snウィスカ・プロジェクト概観 Handwerker 2010

 フェーズ7 微細構造進化
  目的
   Sn結晶配向の影響、EBSDとX線回折で分析。
  成長試験
   温度サイクル、保管試験(50℃、55RH%)


 課題
  応力の役割 グローバルvs局部応力
  基本的成長機構
    応力(過剰エネルギー):必要だが十分ではない。
    何がウィスカ核生成と成長機構か?
    何か他の過程が関係あるか?
    再結晶と成長の詳細過程は?
  アセンブリ過程の影響
  試験方法の改良(時間と費用削減)
  より良い緩和方法

Lee









 圧縮応力が弾性歪により膜面に垂直に粒を搾り出す。








 ウィスカは結晶方位が膜の主要な結晶方位と異なる粒から成長。
 表面酸化膜が粒界に沿ってせん断される。
 せん断応力は異なる粒に発生した異なる歪から生じる。
 異なる歪はSnの弾性異方性により発生する。
 

Jadhav 2011
 






Sandia

ウィスカ
成長方向 親ウィスカ粒配向 膜組織texture Reference
<100>,<101>,<001> Treting et al,1957
<001>,<100>,<101>,<111> Smith et al,1958
<100>,<001>,<101>,<123>,<111> Ellis et al,1958
<111>,<101>,<211> Powell et al,1963
<001>,<100>,<101>,<111> Ellis,1966
<101>,<100>,<012> Ellis.1967
<100>,<210>,<101>,<001>,<110> Morris et al,1974
<100> (220),(420),(620):結晶学
(420),(501),(321):成長角
(200):(0.5A/dm2)
(220):(3.5A/dm2)
Lee et al,1998
<001> Sheng et al,2002
<001> <210> Choi et al,2003
<110>,<103>,<321> Lebret et al,2003 sputter
<001>,<100>,<101>,<111>,<123> Hutchinson et al,2004
<110>,<111>,<100> Frye et al,2007
<001> Chiu et al,2009
<001> Cheng et al,2010 hillock
キンク
ウィスカ成長方向 キンク角度 キンク結晶
30,60(最頻) Levy et al,1955
90,28,61,41.48 <100>/<101>
<001>/<101>
<101>/<111>
<100>/<111>
Baker,1957
30,15,60 Furuta,1965
<012>,<101>,<100> 18.9,28.6 <012>/<101>/<100> Ellis,1967
<110>,<103> 27,45 <100>/<110>(45°)
Lebret et al,2003 sputter




Choi
  Cuリードフレームの共晶SnCuめっき。
  ウィスカの結晶方向は〔001〕でめっきの優先方向は〔321〕、ウィスカ直下の正常粒は〔210〕。



TECHNIC INC.





  粒寸法は関係ない。



Chason、Jadhav、Pei、Buchovecky、Bower




 堆積膜は2峰性、優先方位は〔010〕、〔001〕、ヒロック付近の方位は〔010〕に囲まれた〔001〕。
 しかし同じ条件でウィスカが形成されない場合も多く、十分条件ではない。


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