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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 3/2020

02.01.2020

Design and solderability characterization of novel Au–30Ga solder for high-temperature packaging

verfasst von: Han Liu, Songbai Xue, Yu Tao, Weimin Long, Sujuan Zhong

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 3/2020

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Abstract

To meet the needs of high-temperature packaging for high-power devices, a novel Au–30Ga solder was designed and prepared, and its solderability was characterized in this work. The results showed that it was a eutectic alloy with a melting point of 450 ℃, consisting of AuGa phase and AuGa2 phase. The novel Au–30Ga solder possessed high thermal conductivity, excellent wettability and higher working temperature than traditional Au-based solders. The shear strength of Au–30Ga/Ni joint can reach 77.1 MPa, which was much higher than that of Au–20Sn/Ni and Au–12Ge/Ni joints. The addition of a trace amount of Ni helped to enhance the shear strength of the Au–30Ga/Ni joint, but had no significant effect on the microstructure of the Au–30Ga/Ni joint. Two Ni–Ga intermetallic compound layers were formed at the Au–30Ga/Ni interface, which thickened with an increase in soldering time. In addition, a new Au7Ga3 phase would be observed in the seam when the reflow time was more than 5 min.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat H.S. Chin, K.Y. Cheong, A.B. Ismail, Metall. Mater. Trans. B 41, 824 (2010)CrossRef H.S. Chin, K.Y. Cheong, A.B. Ismail, Metall. Mater. Trans. B 41, 824 (2010)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat H.Y. Zhao, J.H. Liu, Z.L. Li, X.G. Song, Y.X. Zhao, H.W. Niu, H. Tian, H.J. Dong, J.C. Feng, Metall. Mater. Trans. A 49, 2739 (2018)CrossRef H.Y. Zhao, J.H. Liu, Z.L. Li, X.G. Song, Y.X. Zhao, H.W. Niu, H. Tian, H.J. Dong, J.C. Feng, Metall. Mater. Trans. A 49, 2739 (2018)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat W. Wondrak, R. Held, E. Niemann, U. Schmid, IEEE Trans. Ind. Electron. 48, 307 (2001)CrossRef W. Wondrak, R. Held, E. Niemann, U. Schmid, IEEE Trans. Ind. Electron. 48, 307 (2001)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat R. Singh, S.H. Ryu, D.C. Capell, J.W. Palmour, IEEE Trans. Electron Devices 50, 774 (2003)CrossRef R. Singh, S.H. Ryu, D.C. Capell, J.W. Palmour, IEEE Trans. Electron Devices 50, 774 (2003)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat L.J. Wang, S.B. Xue, H. Liu, Y.W. Lin, H.N. Chen, Mater. Rep. 33, 2483 (2019) L.J. Wang, S.B. Xue, H. Liu, Y.W. Lin, H.N. Chen, Mater. Rep. 33, 2483 (2019)
6.
Zurück zum Zitat H. Liu, S.B. Xue, L.J. Wang, Y.W. Lin, H.N. Chen, Mater. Rep. 33, 3189 (2019) H. Liu, S.B. Xue, L.J. Wang, Y.W. Lin, H.N. Chen, Mater. Rep. 33, 3189 (2019)
7.
Zurück zum Zitat C. Buttay, A. Masson, J. Li, M. Johnson, M. Lazar, C. Raynaud, H. Morel, Additional Papers and Presentations, 84 (2011) C. Buttay, A. Masson, J. Li, M. Johnson, M. Lazar, C. Raynaud, H. Morel, Additional Papers and Presentations, 84 (2011)
8.
Zurück zum Zitat F. Le Henaff, S. Azzopardi, J.Y. Deletage, E. Woirgard, S. Bontemps, J. Joguet, Microelectron. Reliab. 52, 2321 (2012)CrossRef F. Le Henaff, S. Azzopardi, J.Y. Deletage, E. Woirgard, S. Bontemps, J. Joguet, Microelectron. Reliab. 52, 2321 (2012)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat S.Y. Zhao, X. Li, Y.H. Mei, G.Q. Lu, J. Electron. Mater. 45, 5789 (2016)CrossRef S.Y. Zhao, X. Li, Y.H. Mei, G.Q. Lu, J. Electron. Mater. 45, 5789 (2016)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat L. Wen, S.B. Xue, C.L. Ma, W.M. Long, S.J. Zhong, Mater. Rep. 33, 386 (2019) L. Wen, S.B. Xue, C.L. Ma, W.M. Long, S.J. Zhong, Mater. Rep. 33, 386 (2019)
12.
Zurück zum Zitat K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 125–150CrossRef K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 125–150CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G.Q. Lu, W. Yang, Y.H. Mei, X. Li, G. Chen, X. Chen, IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 14, 311 (2013)CrossRef G.Q. Lu, W. Yang, Y.H. Mei, X. Li, G. Chen, X. Chen, IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 14, 311 (2013)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Y. Gao, H. Zhang, W.L. Li, J.T. Jiu, S. Nagao, T. Sugahara, K. Suganuma, J. Electron. Mater. 46, 4575 (2017)CrossRef Y. Gao, H. Zhang, W.L. Li, J.T. Jiu, S. Nagao, T. Sugahara, K. Suganuma, J. Electron. Mater. 46, 4575 (2017)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat T.A. Tollefsen, A. Larsson, O.M. Løvvik, K.E. Aasmundtveit, IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol. 3, 904 (2013)CrossRef T.A. Tollefsen, A. Larsson, O.M. Løvvik, K.E. Aasmundtveit, IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol. 3, 904 (2013)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 197–249CrossRef K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 197–249CrossRef
18.
Zurück zum Zitat K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 251–274CrossRef K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 251–274CrossRef
19.
Zurück zum Zitat A. Drevin-Bazin, F. Lacroix, J.F. Barbot, J. Electron. Mater. 43, 695 (2014)CrossRef A. Drevin-Bazin, F. Lacroix, J.F. Barbot, J. Electron. Mater. 43, 695 (2014)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat W.J. Mo, Z.F. Wang, G.S. Jiang, H.S. Wang, Rare Met. Mater. Eng. 34, 497 (2005) W.J. Mo, Z.F. Wang, G.S. Jiang, H.S. Wang, Rare Met. Mater. Eng. 34, 497 (2005)
21.
Zurück zum Zitat D.T. Cui, Degree Thesis, Central South University (Changsha), Dec 2008 D.T. Cui, Degree Thesis, Central South University (Changsha), Dec 2008
22.
Zurück zum Zitat H. Taniguchi, inventor; Tanaka Kikinzoku Kogyo KK, assignee, U.S. Patent 9604317, 2017 H. Taniguchi, inventor; Tanaka Kikinzoku Kogyo KK, assignee, U.S. Patent 9604317, 2017
23.
Zurück zum Zitat V.R. Manikam, K.Y. Cheong, IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol. 1, 457 (2011)CrossRef V.R. Manikam, K.Y. Cheong, IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol. 1, 457 (2011)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 35–65CrossRef K.S. Siow, Die-Attach Materials for High Temperature Applications in Microelectronics Packaging (Springer, Cham, 2019), pp. 35–65CrossRef
25.
Zurück zum Zitat J. Wang, Y.J. Liu, L.B. Liu, H.Y. Zhou, Z.P. Jin, J. Alloys Compd. 509, 3057 (2011)CrossRef J. Wang, Y.J. Liu, L.B. Liu, H.Y. Zhou, Z.P. Jin, J. Alloys Compd. 509, 3057 (2011)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat J. Wang, Y.J. Liu, L.B. Liu, H.Y. Zhou, Z.P. Jin, Calphad 35, 242 (2011)CrossRef J. Wang, Y.J. Liu, L.B. Liu, H.Y. Zhou, Z.P. Jin, Calphad 35, 242 (2011)CrossRef
27.
28.
Zurück zum Zitat W. Liu, Y. Wang, Y. Ma, Q. Yu, Y. Huang, Mater. Sci. Eng. A. 653, 13 (2016)CrossRef W. Liu, Y. Wang, Y. Ma, Q. Yu, Y. Huang, Mater. Sci. Eng. A. 653, 13 (2016)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat GB/T22588-2008, China Standard Press (2008) GB/T22588-2008, China Standard Press (2008)
30.
Zurück zum Zitat GB/T 1423-1996, China Standard Press (2008) GB/T 1423-1996, China Standard Press (2008)
31.
Zurück zum Zitat GB/T 11363-2008, China Standard Press (2008) GB/T 11363-2008, China Standard Press (2008)
33.
34.
Zurück zum Zitat X.F. Wei, Degree Thesis, Central South University, (Changsha), Oct 2013 X.F. Wei, Degree Thesis, Central South University, (Changsha), Oct 2013
36.
Zurück zum Zitat C. Leinenbach, F. Valenza, D. Giuranno, H.R. Elsener, S. Jin, R. Novakovic, J. Electron. Mater. 40, 1533 (2011)CrossRef C. Leinenbach, F. Valenza, D. Giuranno, H.R. Elsener, S. Jin, R. Novakovic, J. Electron. Mater. 40, 1533 (2011)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat X. Wei, Y. Zhang, R. Wang, Y. Feng, Microelectron. Reliab. 53, 748 (2013)CrossRef X. Wei, Y. Zhang, R. Wang, Y. Feng, Microelectron. Reliab. 53, 748 (2013)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat Y. Ma, T. Wu, W. Liu, Y. Huang, S. Tang, Y. Wang, J. Mater. Sci. 28, 3685 (2017) Y. Ma, T. Wu, W. Liu, Y. Huang, S. Tang, Y. Wang, J. Mater. Sci. 28, 3685 (2017)
Metadaten
Titel
Design and solderability characterization of novel Au–30Ga solder for high-temperature packaging
verfasst von
Han Liu
Songbai Xue
Yu Tao
Weimin Long
Sujuan Zhong
Publikationsdatum
02.01.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 3/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-02787-8

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