Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự phụ thuộc của hướng tinh thể trong mối nối hàn SABI333 vào nhiệt độ đông đặc
Tóm tắt
Kỹ thuật nhiễu xạ điện tử hồi tiếp (Electron backscattered diffraction) đã được sử dụng để quan sát hướng của các mối nối Sn3.0Ag3.0Bi3.0In (SABI333) sau khi đông đặc. Khác với các mối nối hàn dựa trên Sn chỉ gồm một tinh thể hoặc ba tinh thể, các mối nối SABI333 thường bao gồm nhiều tinh thể. Các tinh thể polycrystal được phát hiện có nguồn gốc từ các hạt Sn với độ lệch (> 15°) khỏi các hướng [110] và [\bar{1}10], tức là các hướng mà quá trình nucleation thường xảy ra, và các nguyên tử Bi và In hòa tan trong kim loại SnAg đã làm tăng đáng kể độ lệch này. Ngoài ra, các hướng của các mối nối hàn SABI333 có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ đông đặc. Nhiệt độ đông đặc cao hơn liên quan đến mức độ lệch cao hơn. Thêm vào đó, trong quá trình đông đặc mối nối hàn SABI333, đã hình thành hai loại ba tinh thể kép. Mặc dù các đặc tính của sự sinh ra tinh thể khác nhau, cả hai loại đều có độ lệch 80°–90°. Một hệ thống có bốn hướng của sự sinh ra tinh thể Sn với trục [100] hoặc [010], trong khi loại còn lại có ba tinh thể vuông góc.
Từ khóa
#Sn3.0Ag3.0Bi3.0In #SABI333 #nhiễu xạ điện tử hồi tiếp #mối nối hàn #nhiệt độ đông đặc #tinh thể polycrystalTài liệu tham khảo
P. Darbandi, T.R. Bieler, F. Pourboghrat, T.K. Lee, The effect of cooling rate on grain orientation and misorientation microstructure of SAC105 solder joints before and after impact drop tests. J. Electron. Mater. 43, 2521–2529 (2014)
T.K. Lee, B. Zhou, L. Blair, K.C. Liu, T.R. Bieler, Sn–Ag–Cu solder joint microstructure and orientation evolution as a function of position and thermal cycles in ball grid arrays using orientation imaging microscopy. J. Electron. Mater. 39, 2588–2597 (2010)
B. Zhou, T.R. Bieler, T.K. Lee, K.C. Liu, Crack development in a low-stress PBGA package due to continuous recrystallization leading to formation of orientations with 001 parallel to the interface. J. Electron. Mater. 39, 2669–2679 (2010)
M.L. Huang, J.F. Zhao, Z.J. Zhang, N. Zhao, Dominant effect of high anisotropy in β-Sn grain on electromigration-induced failure mechanism in Sn-3.0Ag-0.5Cu interconnect. J. Alloys Compd. 678, 370–374 (2016)
M.L. Huang, J.F. Zhao, Z.J. Zhang, N. Zhao, Role of diffusion anisotropy in β-Sn in microstructural evolution of Sn-3.0Ag-0.5Cu flip chip bumps undergoing electromigration. Acta Mater. 100, 98–106 (2015)
J. Han, F. Guo, J.P. Liu, Effects of anisotropy of tin on grain orientation evolution in Pb-free solder joints under thermomechanical stress. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 6572–6582 (2017)
J. Han, F. Guo, J.P. Liu, Recrystallization induced by subgrain rotation in Pb-free BGA solder joints under thermomechanical stress. J. Alloys Compd. 698, 706–713 (2017)
L.P. Lehman, Y. Xing, T.R. Bieler, Cyclic twin nucleation in tin-based solder alloys. Acta Mater. 58, 3546–3556 (2010)
S.E. Battersby, R.F. Cochrane, A.M. Mullis, Growth velocity-undercooling relationships and microstructural evolution in undercooled Ge and dilute Ge–Fe alloys. J. Mater. Sci. 34, 2049–2056 (1999)
G. Parks, A. Faucett, C. Fox, J. Smith, E.J. Cotts, The nucleation of Sn in undercooled melts: the effect of metal impurities. JOM 66, 2311–2319, (2014)
B. Arfaei, M. Benedict, E.J. Cotts, Nucleation rates of Sn in undercooled Sn–Ag–Cu flip-chip solder joints. J. Appl. Phys. 114, 173506 (2013)
C.M. Gourlay, S.A. Belyakov, Z.L. Ma, J.W. Xian, Nucleation and growth of tin in Pb-free solder joints. JOM 67, 2383–2393, (2015)
Y. Kim, S. Nagao, T. Sugahara, K. Suganuma, M. Ueshima, H.J. Albrecht, K. Wilke, J. Strogies, Enhanced reliability of Sn–Ag–Bi–In joint under electric current stress by adding Co/Ni elements. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 3090–3095 (2014)
Y. Kim, S. Nagao, T. Sugahara, K. Suganuma, M. Ueshima, H.J. Albrecht, K. Wilke, J. Strogies, Refinement of the microstructure of Sn–Ag–Bi–In solder, by addition of SiC nanoparticles, to reduce electromigration damage under high electric current. J. Electron. Mater. 43, 4428–4434 (2014)
R. Dudek, R. Doring, B. Michel, Reliability prediction of area array solder joints. ASME Trans. 125, 562–570 (2003)
A.U. Telang, T.R. Bieler, Characterization of microstructure and crystal orientation of the tin phase in single shear lap Sn-3.5Ag solder joint specimens. Scripta Mater. 52, 1027–1031 (2005)
D.W. Henderson, J.J. Woods, T.A. Gosselin, J. Bartelo, D.E. King, T.M. Korhonen, M.A. Korhonen, L.P. Lehman, E.J. Cotts, S.K. Kang, P. Lauro, D.Y. Shih, C. Goldsmith, K.J. Puttlitz, The microstructure of Sn in near-eutectic Sn–Ag–Cu alloy solder joints and its role in thermomechanical fatigue. J. Mater. Res. 19, 1608–1612 (2004)
L.P. Lehman, S.N. Athavale, T.Z. Fullem, A.C. Giamis, R.K. Kinyanjui, M. Lowenstein, K. Mather, R. Patel, D. Rae, J. Wang, Y. Xing, L. Zavalij, P. Borgesen, E.J. Cotts, Growth of Sn and intermetallic compounds in Sn–Ag–Cu solder. J. Electron. Mater. 33, 1429–1439 (2004)
J. Han, F. Guo, J.P. Liu, Early stages of localized recrystallization in Pb-free BGA solder joints subjected to thermomechanical stress. J. Alloys Compd. 704, 574–584 (2017)
J. Han, S.H. Tan, F. Guo, Study on subgrain rotation behavior at different interfaces of a solder joint during thermal shock. J. Electron. Mater. 45, 6086–6094 (2016)