Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự hình thành hợp chất liên kim loại và tính chất mối hàn của các điểm hàn Sn–Zn được điện phân với nền Cu
Tóm tắt
Các điểm hàn Sn–Zn được chuẩn bị bằng phương pháp điện phân, và sự hình thành hợp chất liên mặt và tính chất của các điểm hàn với nền Cu cũng được nghiên cứu trong bài báo này. Kết quả DSC cho thấy nhiệt độ nóng chảy của các điểm hàn Sn–9Zn được điện phân giảm đáng kể khi thêm yếu tố hợp kim Zn vào trong hàn Sn nguyên chất. Kết quả XRD gợi ý rằng hàm lượng Zn trên bề mặt các điểm hàn giảm đáng kể sau khi hàn lại. Kết quả EPMA chỉ ra rằng trong các mối nối Sn–9Zn/Cu, Zn khuếch tán từ bề mặt của các micro-bump tới giao diện trong quá trình hàn lại. Hình ảnh BSEM và kết quả EDX của các điểm hàn cho thấy có duy nhất một lớp hợp chất liên kim loại Cu–Zn được hình thành ở giao diện, được giả định an toàn là Cu5Zn8. Dưới điều kiện thử nghiệm lão hóa ở 150 °C trong 400 giờ, giao diện mối hàn giữa các điểm hàn Sn–9Zn được điện phân và nền Cu là lớp Cu5Zn8 không đổi, và không có sự chuyển pha đáng kể nào khác xảy ra. Tuy nhiên, hợp chất liên kim loại tại giao diện giữa điểm hàn Sn nguyên chất và nền Cu đã thay đổi từ Cu6Sn5 thành CuSn3 dưới cùng điều kiện thử nghiệm lão hóa. Độ bền cắt của các mối hàn Sn–9Zn được điện phân cao hơn so với độ bền cắt của mối hàn Sn nguyên chất do kích thước Cu5Zn8 nhỏ và lớp hợp kim liên kim loại mỏng, và độ bền cắt của các mối hàn giảm khi thời gian lão hóa tăng.
Từ khóa
#Hợp chất liên kim loại #điểm hàn Sn–Zn #nền Cu #điện phân #lão hóaTài liệu tham khảo
S.K. Kang, A.K. Sarkhel, J. Electron. Mater. 23, 701 (1994). https://doi.org/10.1007/Bf02651362
Z. Liang, H. Ji-Guang, G. Yong-Huan, H. Cheng-Wen, IEEE Trans. Electron Dev. 59, 3269 (2012). https://doi.org/10.1109/ted.2012.2219624
P.A. Meyer, M.J. Brown, H. Falk, Mutat. Res. 659, 166 (2008). https://doi.org/10.1016/j.mrrev.2008.03.003
A.S. Taguchi, F.R. Bento, L. Mascaro, J. Braz. Chem. Soc. 19, 727 (2008). https://doi.org/10.1590/S0103-50532008000400017
S.C. Yang, C.E. Ho, C.W. Chang, C.R. Kao, J. Mater. Res. 21, 2436 (2011). https://doi.org/10.1557/jmr.2006.0320
J.-C. Liu, Z.-H. Wang, J.-Y. Xie et al., Corros. Sci. 112, 150 (2016). https://doi.org/10.1016/j.corsci.2016.07.004
K. Suganuma, K.-S. Kim, Lead-Free Electronic Solders: A Special Issue of the Journal of Materials Science: Materials in Electronics (Springer, Boston, 2007)
P. Garrou, Semicond. Int. 28(11), SP-10 (2005)
J. Bang, D.-Y. Yu, Y.-H. Ko, M.-S. Kim, H. Nishikawa, C.-W. Lee, J. Alloys Compd. 728, 992 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.09.011
R.W. Johnson, J.L. Evans, P. Jacobsen, J.R. Thompson, M. Christopher, IEEE Trans. Electron. Packag. Manuf. 27, 164 (2004). https://doi.org/10.1109/tepm.2004.843109
T. Kawanobe, K. Miyamoto, Y. Inaba, H. Okudaira, in Solder Bump Fabrication by Electrochemical Method for Flip-Chip Interconnection (1981)
W. Dang, X. Ren, W. Zi, L. Jia, S. Liu, J. Alloys Compd. 650, 1 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.07.203
Y. Qin, G.D. Wilcox, C. Liu, J. Electrochem. Soc. 156(10), D424–D430 (2009). https://doi.org/10.1149/1.3194780
M. Slupska, P. Ozga, Electrochim. Acta 141, 149 (2014). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.07.039
S. Shin, C. Park, C. Kim, Y. Kim, S. Park, J.-H. Lee, Curr. Appl. Phys. 16, 207 (2016). https://doi.org/10.1016/j.cap.2015.11.017
H. Kazimierczak, P. Ozga, A. Jałowiec, R. Kowalik, Surf. Coat. Technol. 240, 311 (2014). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.12.046
O.A. Ashiru, J. Shirokoff, J. Appl. Surf. Sci. 103, 159 (1996). https://doi.org/10.1016/0169-4332(96)00466-7
Y. Salhi, S. Cherrouf, M. Cherkaoui, K. Abdelouahdi, Appl. Surf. Sci. 367, 64 (2016). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.01.132
E. Budman, M. McCoy, Metal Finish. 93, 10 (1995). https://doi.org/10.1016/0026-0576(95)99497-X
H. Kazimierczak, P. Ozga, Surf. Sci. 607, 33 (2013). https://doi.org/10.1016/j.susc.2012.08.010
T. Hreid, A.P. O’Mullane, H.J. Spratt, G. Will, H. Wang, J. Appl. Electrochem. 46, 769 (2016). https://doi.org/10.1007/s10800-016-0967-8
E. Rudnik, G. Włoch, Appl. Surf. Sci. 265, 839 (2013). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.11.130
E. Guaus, J. Torrent-Burgués, J. Electroanal. Chem. 549, 25 (2003). https://doi.org/10.1016/s0022-0728(03)00249-3
C.-E. Ho, P.-T. Lee, C.-N. Chen, C.-H. Yang, J. Alloys Compd. 676, 361 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.03.134
R.A. Islam, B.Y. Wu, M.O. Alam, Y.C. Chan, W. Jillek, J. Alloys Compd. 392, 149 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.08.079
F. Xing, J. Yao, J. Liang, X. Qiu, J.Alloys Compd. 649, 1053 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.07.231
L.E.E. Chang-Bae, J. Seung-Boo, S. Young-Eui, S. Chang-Chae, Mater. Trans. 43, 1858 (2002). https://doi.org/10.2320/matertrans.43.1858
D.-G. Kim, S.-B. Jung, Mater. Trans. 46, 2366 (2005). https://doi.org/10.2320/matertrans.46.2366