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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2014

01.11.2014

Formation and evolution of intermetallic layer structures at SAC305/Ag/Cu and SAC0705-Bi-Ni/Ag/Cu solder joint interfaces after reflow and aging

verfasst von: Yang Liu, Joost Meerwijk, Liangliang Luo, Honglin Zhang, Fenglian Sun, Cadmus A. Yuan, Guoqi Zhang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2014

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Abstract

In this paper, the formation and evolution characteristics of the intermetallic compounds (IMCs) in SAC305/Ag/Cu and SAC0705-3.5Bi-0.05Ni/Ag/Cu solder during reflow and 150 °C isothermal aging are investigated. Experimental results indicate that Ag3Sn forms as soon as the SAC305/Ag/Cu solder spheres wetted to the substrates. With increased soldering time, the Ag layer on a Cu substrate dissolved into the molten SAC305 solder and the interfacial IMC consisted of Cu6Sn5. The Ag layers show a faster dissolution rate in SAC0705-3.5Bi-0.05Ni/Ag/Cu than in SAC305/Ag/Cu, which is attributed to a larger concentration gradient of Ag for SAC0705-3.5Bi-0.05Ni/Ag/Cu. The formation and coarsening of a Cu3Sn layer between Cu6Sn5 and the Cu substrate caused the formation of Kirkendall voids and delamination during aging in the SAC305/Ag/Cu. A small addition of Ni in the solder significantly suppressed the formation of a Cu3Sn layer in the SAC0705-3.5Bi-0.05Ni/Ag/Cu, resulting in fewer voids in the soldering interface.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat M. Sona, K.N. Prabhu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25(3), 1446 (2014) M. Sona, K.N. Prabhu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25(3), 1446 (2014)
3.
Zurück zum Zitat H.R. Kotadia, O. Mokhtari, M.P. Clode, M.A. Green, S.H. Mannan, J. Alloys Compd. 511(1), 176 (2012)CrossRef H.R. Kotadia, O. Mokhtari, M.P. Clode, M.A. Green, S.H. Mannan, J. Alloys Compd. 511(1), 176 (2012)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat D.A.A. Shnawah, M.F.B.M. Sabri, I.A. Badruddin, S. Said, Microelectron. Int. 29(1), 47 (2012)CrossRef D.A.A. Shnawah, M.F.B.M. Sabri, I.A. Badruddin, S. Said, Microelectron. Int. 29(1), 47 (2012)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat A.A. El-Daly, A.E. Hammad, G.S. Al-Ganainy, M. Ragab, Mater. Sci. Eng. A 608(7), 130 (2014)CrossRef A.A. El-Daly, A.E. Hammad, G.S. Al-Ganainy, M. Ragab, Mater. Sci. Eng. A 608(7), 130 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat F. Sun, P. Hochstenbach, W.D. Van Driel, G.Q. Zhang, Microelectron. Reliab. 48(8), 1167 (2008)CrossRef F. Sun, P. Hochstenbach, W.D. Van Driel, G.Q. Zhang, Microelectron. Reliab. 48(8), 1167 (2008)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Y.W. Yen, W.T. Chou, Y. Tseng, C. Lee, C.L. Hsu, J. Electron. Mater. 37(1), 73 (2008)CrossRef Y.W. Yen, W.T. Chou, Y. Tseng, C. Lee, C.L. Hsu, J. Electron. Mater. 37(1), 73 (2008)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat P.J. Shang, Z.Q. Liu, D.X. Li, J.K. Shang, Phil. Magn. Lett. 91(6), 410 (2011)CrossRef P.J. Shang, Z.Q. Liu, D.X. Li, J.K. Shang, Phil. Magn. Lett. 91(6), 410 (2011)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat T. Laurila, V. Vuorinen, J.K. Kivilahti, Mater. Sci. Eng., R 49(1), 1 (2005)CrossRef T. Laurila, V. Vuorinen, J.K. Kivilahti, Mater. Sci. Eng., R 49(1), 1 (2005)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat G.Y. Jang, J.W. Lee, J.G. Duh, J. Electron. Mater. 33(10), 1103 (2004)CrossRef G.Y. Jang, J.W. Lee, J.G. Duh, J. Electron. Mater. 33(10), 1103 (2004)CrossRef
13.
14.
Zurück zum Zitat J.Y. Kim, JYu. Appl, Phys. Lett. 92(9), 092109 (2008) J.Y. Kim, JYu. Appl, Phys. Lett. 92(9), 092109 (2008)
15.
Zurück zum Zitat C.Y. Liu, J.T. Chen, Y.C. Chuang, L. Ke, S.J. Wang, Appl. Phys. Lett. 90(11), 112114 (2007)CrossRef C.Y. Liu, J.T. Chen, Y.C. Chuang, L. Ke, S.J. Wang, Appl. Phys. Lett. 90(11), 112114 (2007)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat K. Zeng, R. Stierman, T.C. Chiu, D. Edwards, K. Ano, K.N. Tu, J. Appl. Phys. 97(2), 024508 (2004)CrossRef K. Zeng, R. Stierman, T.C. Chiu, D. Edwards, K. Ano, K.N. Tu, J. Appl. Phys. 97(2), 024508 (2004)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Y.Q. Wu, S.D. McDonald, J. Read, H. Huang, K. Nogita, Scripta Mater. 68(8), 595 (2013)CrossRef Y.Q. Wu, S.D. McDonald, J. Read, H. Huang, K. Nogita, Scripta Mater. 68(8), 595 (2013)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat M. Berthou, P. Retailleau, H. Frémont, A. Guédon-Gracia, C. Jéphos-Davennel, Microelectron. Reliab. 49(9), 1267 (2009)CrossRef M. Berthou, P. Retailleau, H. Frémont, A. Guédon-Gracia, C. Jéphos-Davennel, Microelectron. Reliab. 49(9), 1267 (2009)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat M. Huang, O.G. Yeow, C.Y. Poo, T. Jiang, IEEE Trans. Comp. Pack. Tech. 31(4), 767 (2008)CrossRef M. Huang, O.G. Yeow, C.Y. Poo, T. Jiang, IEEE Trans. Comp. Pack. Tech. 31(4), 767 (2008)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat L. Xu, J.H.L. Pang, F. Ren, K.N. Tu, J. Electron. Mater. 35(12), 2166 (2006) L. Xu, J.H.L. Pang, F. Ren, K.N. Tu, J. Electron. Mater. 35(12), 2166 (2006)
22.
Zurück zum Zitat F.L. Lin. Light emitting diode module: U.S. Patent Application 11/808,206. 2007-6-7 F.L. Lin. Light emitting diode module: U.S. Patent Application 11/808,206. 2007-6-7
23.
Zurück zum Zitat H.J. Hahm, S.Y. Han, D.Y. Kim, H.S. Kim, D.H. Kim, D.H. Kim, Park YS. Light emitting module: U.S. Patent 8,132,935. 2012-3-13 H.J. Hahm, S.Y. Han, D.Y. Kim, H.S. Kim, D.H. Kim, D.H. Kim, Park YS. Light emitting module: U.S. Patent 8,132,935. 2012-3-13
24.
Zurück zum Zitat P.T. Vianco, J.J. Martin, R.D. Wright, P.F. Hlava, Metal Mater. Trans. A 38(10), 2488 (2007)CrossRef P.T. Vianco, J.J. Martin, R.D. Wright, P.F. Hlava, Metal Mater. Trans. A 38(10), 2488 (2007)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat K.J. Chen, F.Y. Hung, T.S. Lui, L.H. Chen, D.W. Qiu, T.L. Chou, Microelectron. Eng. 116(3), 33 (2014)CrossRef K.J. Chen, F.Y. Hung, T.S. Lui, L.H. Chen, D.W. Qiu, T.L. Chou, Microelectron. Eng. 116(3), 33 (2014)CrossRef
26.
28.
Zurück zum Zitat Y. Liu, F. Sun, X. Li, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25(6), 2627 (2014) Y. Liu, F. Sun, X. Li, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25(6), 2627 (2014)
29.
Zurück zum Zitat D.W. Henderson, T. Gosselin, A. Sarkhel, S.K. Kang, W.K. Choi, D.Y. Shih, K.J. Puttlitz, J. Mater. Res. 17(11), 2775 (2002)CrossRef D.W. Henderson, T. Gosselin, A. Sarkhel, S.K. Kang, W.K. Choi, D.Y. Shih, K.J. Puttlitz, J. Mater. Res. 17(11), 2775 (2002)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat S.K. Kang, D.Y. Shih, N.Y. Donald, W. Henderson, T. Gosselin, A. Sarkhel, W.K. Choi, JOM 55(6), 61 (2003)CrossRef S.K. Kang, D.Y. Shih, N.Y. Donald, W. Henderson, T. Gosselin, A. Sarkhel, W.K. Choi, JOM 55(6), 61 (2003)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Y. Liu, F. Sun, H. Zhang, P. Zou, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 23(9), 1705 (2012) Y. Liu, F. Sun, H. Zhang, P. Zou, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 23(9), 1705 (2012)
Metadaten
Titel
Formation and evolution of intermetallic layer structures at SAC305/Ag/Cu and SAC0705-Bi-Ni/Ag/Cu solder joint interfaces after reflow and aging
verfasst von
Yang Liu
Joost Meerwijk
Liangliang Luo
Honglin Zhang
Fenglian Sun
Cadmus A. Yuan
Guoqi Zhang
Publikationsdatum
01.11.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2014
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-014-2257-8

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