Crandall 膜、基体効果
マグネトロン・スパッタのスパッタ条件で圧縮または引っ張り応力を導入。
ＩＭＣを形成しない下地。
高電流密度による加速成長。
サブミクロンの薄い厚み。
トップ・メタル効果（Ｎｉ、Ｐｔ抑制、Ｃｕ、Ｐｂ効果なし）
基体荒さ、ガス雰囲気、湿度の厳格な制御。
トップ・メタル効果
Ｎｉ（＞７００Å）、Ｐｔ（３２５−１３６０Å）に効果、 高せん断剛性
Ａｕ（８７５−３０００Å）、Ｃｒ（２５０−１４００Å）効果ない。
応力を増加または拡散を促進する因子
応力それ自身はウィスカを発生させるのに十分ではない。
ウィスカ成長に影響するのはめっき化学と工程、堆積膜特性、基体、環境
主な原理モデル
Ｖｉａｎｃｏの動的再結晶ＤＲＸモデル
Ｓｍｅｔａｎａの斜角粒界モデル
Ｓｎ酸化はウィスカ成長におおきな役割を演ずると考えられている。
Ｓｎ酸化膜の局部破れが空孔供給経路となる、非均一で酸化膜の弱い場所からウィスカ成長、
酸化による比体積増加による応力・・・しかし酸化の役割は議論になっている。
膜下の基体もウィスカ成長に大きな影響。
異なる基体材料はＳｎ（合金）と異なる反応をする。ＩＭＣ形成の有無、ＩＭＣの形態（高温ではバルク拡散で均一、低温では
粒界拡散で不規則→局部圧縮応力）、比体積変化による応力、形成ＩＭＣ相（Ｃｕ６Ｓｎ５と高温でのＣｕ３Ｓｎ）。
環境条件も大きな影響。温度、温度サイクル、相対湿度。印加外部応力。電流、電圧バイアス、圧力。
アニール、溶融、リフローなどの熱処理。
やりがいのある方面
潜伏期間
成長速度
０．０３〜９ｍｍ／年
Ｆｉｓｈｅｒ 拘束下７５００ＰＳＩ １００００Å／ｓ
非拘束状態 ０．１〜１．０Å／ｓ
Ｐｉｔｔら ホット・ディップＤｎ鋼 拘束条件 ８０００ＰＳＩ ５９３Å／ｓ
試験条件と実使用条件が異なる。成長予測ができない。
マグネトロン・スパッタでの圧力と膜応力の関係を利用して圧縮応力と引張応力を制御。
→引っ張り応力でもウィスカ成長
Ｔｈｏｒｎｔｏｎ、Ｈｏｆｆｍａｎらの結果
膜厚の影響 室内放置
極薄
粗い黄銅が研磨した黄銅よりウィスカ少ない。
＊厚み７５０−１１２５オングストロームで密度が極値となっているように見える。
平均ウィスカ長（μｍ）
| 膜厚み（Å） | １４０日 | ２１１日 | ４７０日 |
| 研磨 | |||
| ３７５ | ７３．５ | ６１．６ | ４５．５ |
| ７５０ | ３６．８ | ２２．１ | １０．３ |
| １１２５ | １８．７ | １７．３ | １３．０ |
| １５００ | １４．２ | ６．５ | ４．３ |
| 非研磨 | |||
| ３７５ | ０ | ８．８ | ５．４ |
| ７５０ | １６．５ | ９．０ | ５．６ |
| １１２５ | ７．６ | ４．８ | ３．６ |
| １５００ | ０ | ４．１ | ２．６ |
＊平均長が短くなっていっているのは成長するより新たに生成する傾向があるということか。
＊研磨黄銅では厚みの薄いほうが長い傾向がある。
＊研磨黄銅のほうが太いように見える。
目盛りは（ａ）（ｃ）（ｄ）：４μｍ、（ｅ）（ｆ）（ｇ）：２μｍ、（ｂ）：５μｍ、（ｈ）：１０μｍ
時間？
多くに筋が見える。
ＡＥＳからはＳｎＣｕ ＩＭＣ形成が予測される。（Ｓｎ膜へＣｕが拡散）
厚い
電解研磨黄銅
平均ウィスカ長（μｍ）
| 膜厚み（μｍ） | １２３日 | ２６８日 | ４３４日 |
| ０．３ | ２１．５ | １１．０ | ７．６ |
| ０．６ | ４３．５ | ３３．４ | ２０．６ |
| １．２ | １３．５ | １０．０ | ９．６ |
| ２．０ | １３．２ | ９．１ | １０．１ |
＊平均長に関しては双峰性を示している。
マスク・スパッタによる格子模様の形成（体積効果）
約３００μｍｘ３００μｍ〜約５０μｍｘ５０μｍ、４μｍ、１μｍ島状。
格子面積が大きいほどウィスカが多い。
下地Ａｇ
平均ウィスカ長（μｍ）
| 膜厚み（Å） | ９０日 | ２６５日 | ４２５日 |
| １２００ | １０．７ | ７．５ | ８．４ |
| ２０００ | ８．２ | ５．８ | １１．５ |
下地の組み合わせ
平均ウィスカ長（μｍ）
| 基体（１６００ÅＳｎ膜） | ５４日 | １１６日 |
| Ｓｉ | ６．６ | ６．５ |
| ガラス | ２．５ | ２．５ |
| ＩｎＡｓ | ６．０ | ８．３ |
| ＧａＡｓ | ４．２ | ６．９ |
| ＩｎＰ | ３．３ | ６．９ |
| Ｇｅ | ７．５ | ６．６ |
応力状態
引っ張り応力が長い
Ｘｕらのデータ引用 Ｘｕ１
スパッタＳｎ合金 （膜、基体効果）
平均ウィスカ長（μｍ）
| 厚み（Å） | ３６日 | １９０日 | １年 | |
| ＳＡＣ３０５ | ２４００ | ２．３ | ４．６ | ５．０ |
| ＳｎＰｂ | ７５０ | ２．２ | ３．９ | ３．４ |
| １２００ | ＮＡ | ＮＡ | ２．３ |
環境の影響
酸素
平均ウィスカ長（μｍ）／ウィスカ密度（ｃｍ−２）
| 厚み（Å） | ４９日 | １４７日 | １５０日 | |
| ＲＴ／ＲＨ | １５００ | １４．２ １７２９ |
||
| 純酸素 | １４００ | ７．５ ５８９５ |
５．７ １５５８８ |
|
| ２０００ | ５．３ ８７３ |
３．２ ７５９８ |
相対湿度
酸素の役割
ウェット酸化
ドライ酸化
１０００Å圧縮応力スパッタＡｕ（Ｓｉ上）でもウィスカ成長→表面酸化物は必要でない
電気バイアス効果
カソード側にボイド、アノード側にウィスカかヒロック
加速効果 数週ないし数ヶ月が数時間に
ウィスカ緩和
ＰＯＳＳ（ポリイミド）絶縁コ−ト 有効（８３９日ＲＴ／ＲＨで発生なし）
Ｎｉ下地
黄銅またはＳｉ／１０００ÅＮｉ／２０００ÅＳｎ 有効
金属キャップ
Ｒｏｄｅｋｏｈｒ
Ｓｎ／下地Ａｌ、曲げで応力導入、スパッタＳｎ膜、１５００Åと６０００Å
１５００Å
６０００Å
引っ張り応力でもウィスカ発生。
| 戻 る | 目 次 | 次 へ |