Sn-3.5Ag無鉛銲料與BGA墊層反應之研究

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劉家明(Jian-Ming Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

Sn-3.5Ag無鉛銲料與BGA墊層反應之研究

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摘要(中)

本論文進行兩部分實驗，第一部分是液態Sn-3.5Ag與Ni之反應，第二部分是Sn-3.5Ag銲錫球與BGA基板之反應。其中Sn-3.5Ag為歐美電子業界認為最具潛力之無鉛銲料候選材料之一，而Ni則常用於印刷電路板及BGA之墊層。本論文使用之BGA基板銲接之墊層，已經過鍍Au及鍍Ni的表面處理。
第一部分進行Ni與液態Sn-3.5Ag銲料之反應，反應於250、280、310及340℃四個溫度進行，反應時間1∼120小時不等。此部分我們分為兩組實驗，第一組為Immersion實驗，以Ni片插入5 g熔融銲料中反應。第二組為Droplet實驗，將10 mg銲料滴在Ni片上反應。這兩組反應最大的差別在於反應物相對質量之多寡，以及反應後產生之銲料中Ni濃度的高低不同，而造成界面反應的差異。
在液態Sn-3.5Ag與Ni的Immersion實驗中，反應溫度為250oC時，在Ni與Sn-3.5Ag之間的界面只生成一層介金屬，由EPMA組成分析得知為Ni3Sn4。反應溫度在280∼340oC時，除了Ni3Sn4生成以外，還有另外兩層很薄的介金屬在Ni3Sn4與Ni之間的界面生成，厚度大約1∼2

關鍵字(中)

★ 球矩陣式封裝
★ 錫銀合金
★ 無鉛銲料

關鍵字(英)

論文目次

中文摘要I
英文摘要III
目錄V
圖目錄VII
表目錄XI
第一章緒論
1.1 研究背景1
1.1.1 微電子構裝1
1.1.2 銲接6
1.1.3 無鉛銲料9
1.2 研究目的14
第二章文獻回顧
2.1 Ni/Sn反應實驗文獻回顧15
2.2 Ni/Sn-3.5Ag反應實驗文獻回顧21
2.3 銲錫球與Au/Ni表面處理BGA實驗文獻回顧25
2.4 實驗規劃29
第三章鎳與液態錫、鎳與液態錫銀之反應實驗方法與步驟32
第四章 Ni/Sn及Ni/Sn-3.5Ag實驗結果與討論
4.1 鎳與液態錫之反應41
4.1.1 介金屬生長形態41
4.1.2 介金屬生長動力學53
4.2 鎳與液態錫銀之反應65
4.2.1 介金屬生長形態65
4.2.2 介金屬生長動力學79
4.3 Ni/Sn與Ni/Sn-3.5Ag反應異同之討論91
4.3.1 介金屬形態91
4.3.2 介金屬生長厚度與生長動力學94
第五章 BGA迴銲及熱處理
5.1 銲錫球與BGA迴銲步驟100
5.2 銲錫球與BGA迴銲後之熱處理106
第六章 Sn-3.5Ag與BGA上Au/Ni墊層反應結果與討論108
6.1 錫銀銲錫球與BGA進行迴銲反應108
6.2 固態熱處理的結構變化121
6.3 實驗討論128
6.3.1 迴銲實驗128
6.3.2 固態熱處理131
6.3.3 迴銲及固態熱處理AuSn4的生長機制135
第七章結論
7.1 Ni/Sn、Ni/Sn-3.5Ag固液反應139
7.2 Sn-3.5Ag銲錫球與Au/Ni表面處理BGA反應141
參考文獻143
附錄、Ni-Sn擴散偶146

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指導教授

高振宏(C. Robert Kao)

審核日期

2000-7-4

推文