Nghiên cứu ảnh hưởng của hành vi nứt trong dây hàn không chứa chì 96.5Sn3.5Ag bằng kính hiển vi điện tử quét

Journal of Electronic Materials - Tập 34 - Trang 1324-1335 - 2005
Ying Ding1, Chunqing Wang1, Mingyu Li2
1Microjoining Laboratory, School of Materials Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, People’ Republic of China
2Shenzhen Graduate School, Harbin Institute of Technology, Shenzhen, People’s Republic of China

Tóm tắt

Các thử nghiệm kéo in-situ của dây hàn eutectic 96.5Sn3.5Ag vừa đúc được thực hiện dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM) với các tốc độ biến dạng khác nhau tại nhiệt độ phòng, và nhiều hành vi khởi phát và lan truyền nứt đã được quan sát trên bề mặt mẫu. Kết quả cho thấy, do sự tồn tại của các hạt hợp kim Ag3Sn và cấu trúc vi mô đặc biệt của các pha β-Sn trong dây hàn Sn3.5Ag, quá trình trượt trên ranh giới hạt (GBS) không còn là cơ chế chiếm ưu thế cho dây hàn không chứa chì này. Ở chế độ tốc độ biến dạng thấp hơn, đi kèm với sự hình thành nứt bên trong một phần, sự nứt giữa các hạt theo ranh giới hạt trong cấu trúc eutectic Sn-Ag hoặc theo ranh giới giữa các dendrites giàu Sn và các pha eutectic Sn-Ag xảy ra chủ yếu đối với dây hàn Sn3.5Ag trong giai đoạn kéo sớm. Tuy nhiên, sự biến dạng dẻo đáng kể đã được quan sát thấy ở các khu vực lớn cho các mẫu được thử nghiệm với tốc độ biến dạng cao hơn, và các vết nứt đã phát triển theo cách xuyên qua các dendrites Sn và cấu trúc eutectic Sn-Ag.

Từ khóa

#dây hàn không chứa chì #hợp kim Sn3.5Ag #kính hiển vi điện tử quét #hành vi nứt #tốc độ biến dạng

Tài liệu tham khảo

F. Hua and J. Glazer, Design and Reliability of Solder Interconnections, ed. R.K. Mahidhara, D.R. Frear, S.M.L. Sastry, K.L. Murty, P.K. Liaw, and W. Winterbottom (Warrendale, PA: TMS, 1997), pp. 65–73. W. Yang, L.E. Felton, and R.W. Messler, J. Electron. Mater. 24, 1465 (1995). H.D. Solomon, J. Electron. Packaging 113, 102 (1991). J. Liang, N. Gollhardt, P.S. Lee, S.A. Schroeder, and W.L. Morris, Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 19, 1401 (1996). V.I. Igoshev, J.I. Kleiman, D. Shangguan, C. Lock, S. Wong, and M. Wiseman, J. Electron. Mater. 27, 1367 (1998). W.K. Jones, Y. Liu, M. Shah, and R. Clarke, Soldering Surface Mount Technol. 10, 37 (1998). Y. Karita, Y. Hirata, and M. Otsuka, J. Electron. Mater. 28, 1263 (1999). C. Kanchanomai, Y. Miyashita, and Y. Mutoh, J. Electron. Mater. 31, 142 (2002). C. Kanchanomai, Y. Miyashita, Y. Mutoh, and S.L. Mannan, Mater. Sci. Eng. A 345, 90 (2003). C. Kanchanomai and Y. Mutoh, Mater. Sci. Eng. A 381, 113 (2004). M. Kerr and N. Chawla, JOM, 56 (6) (2004), pp. 50–54. C. Kanchanomai, Y. Miyashita, and Y. Mutoh, Int. J. Fatigue 24, 987 (2002). S. Wiese, F. Feustel, and E. Meusel, Sensors Actuators A 99, 188 (2002). Z. Guo, A.F. Sprecher, and H. Conrad, J. Electron. Packaging 114, 112 (1992). J.W. Morris, Jr., H.G. Song, and F. Hua, 2003 Electron. Components Technol. Conf., 54 (2003). Y. Ding, C.Q. Wang, M.Y. Li, and H. Bang, Mater. Lett. 59, 697 (2005). Y. Ding, C. Wang, M. Li, and H.-S. Bang, Mater. Sci. Eng. A 384, 314 (2004). Hael Mughrabi-Weinheim, Materials Science and Technology: A Comprehensive Treatment (New York: Cambridge, 1998), pp. 7–11.