*B.Salam,N.N.EKere and R.Durairaj

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1 *B.Salam,N.N.EKere and R.Durairaj
A Study of Inter-Metallic Compounds(IMC) Formation and Growth in Ultra-Fine Pitch Sn-Ag-Cu Lead-Free Solder Joints *B.Salam,N.N.EKere and R.Durairaj EMERG,Medway School of Engineering,University of Greenwich,Chatham Maritime,Kent ME4 4TB,UK *Industrial Engineering Department,Bunda Mulia University,Jakarta,Indonesia 指導老師:李洋憲 報告學生:許哲瑋 學號:M

2 摘要介紹 焊接在電子電路元件封裝上扮演相當重要的腳色 個人化微型電子元件需求急速增加中,更增添了微型焊接點的重要性
於是微型焊點在此應用上更需要可靠度

3 Inter-Metallic Compounds(IMC)
是在基底與焊點間的生成物 主要缺點是其中包含有脆弱部份 IMC層厚度也因此成為技術上的重點 於是嶄新的無鉛焊接技術必須被引進

4 實驗重點 比較Sn-Ag-Cu與Sn-Pb的IMC層 焊接點體積對IMC層成長與成長率之影響 迴焊對微結構以及IMC層之影響

5 實驗過程 C. Specimen type 1C(Solder bumps on a Cu-clad board)
Figure 2.b: Reflow Profile of Type 1C Specimen for 63Sn-37Pb Solder Alloy

6 實驗第一部分 (Sn-Ag-Cu)部分 持溫下,於樣本1A與1B隨著時間增加IMC層厚度 1A之IMC層的成長率隨焊點大小成反比
(Sn-Pb)部分 1A與1B IMC層的成長率則隨焊點大小成正比

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9 實驗第二部份 IMC層厚度會隨著焊點體積及熱處理時間增加成正比

10 初始介面層 Large Bump

11 150度900hr Large Bump

12 初始介面層 Small-Bumps

13 150度900hr Small-Bumps

14 Sn-3.8Ag-0.7Cu

15 Sn-37Pb

16 討論 (Sn-Ag-Cu) 在小焊接點(高A:V率)時產生較厚的IMC生成層 (其較快達到Cu的飽和點) (Sn-Pb)
在小焊接點(高A:V率)情況下IMC層較薄,成長率隨焊點體積成正比(1A) 可能是因為Sn-Ag-Cu到達Cu的飽和點所需時間比Sn-Pb要長所致,Cu會持續溶入Sn-Pb的焊接面導致IMC層成長較Sn-Ag-Cu快 Cu3-Sn 生成速率隨著焊點大小成反比,且小焊點時成長較快 Cu6-Sn5生成速率則隨著焊點大小成反比

17 討論 在小型焊點時IMC層成長率以Sn-Pb為高(1.2倍) 在大型焊點時IMC層成長率以Sn-Pb為低(0.8倍)
Sn-Ag-Cu於不同體積焊點在IMC層厚度上表現,並沒有明顯不同,而Sn-Pb則隨著焊點體積減少而增加IMC層厚度 Sn-Pb於最小體積焊點的IMC層,實例上最薄仍有37micron的厚度 顯示Sn-Ag-Cu在微型電子元件上焊接可能是較佳的選擇