元器件鍍層Sn須生長研究及工藝控制.pdf

1、元器件鍍層的Sn須生長可靠性問題嚴(yán)重威脅著電子產(chǎn)品及其相關(guān)的硬件產(chǎn)品。50多年以來，關(guān)于鍍層Sn須的生長理論不斷發(fā)展。人們一直采用在Sn鍍層中加入Pb的方式緩解Sn須生長。然而，隨著無鉛法令的施行，Sn及Sn基鍍層又重新面臨嚴(yán)重可靠性問題。
　　 論文依據(jù)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)對工業(yè)生產(chǎn)條件下的幾種常用封裝形式的電子元器件進(jìn)行Sn須加速測試，研究在Cu引線框架表面電鍍純Sn層的Sn須生長現(xiàn)象及機(jī)理；并通過對比試驗確定各生產(chǎn)工藝過程因素對

2、Sn須生長的影響，從而得到實際生產(chǎn)中控制Sn須生長的一些有效方法。
　　 試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)在溫度循環(huán)，室溫儲存和高溫高濕儲存3種不同的加速條件下，Sn須生長特點規(guī)律各異。溫度循環(huán)條件下，Sn須生長的孕育期較短，速率快，密度大，長度較短且一致；鍍層表面出現(xiàn)獨特的凹坑現(xiàn)象。室溫儲存和高溫高濕儲存條件下，Sn須生長在3-4個月時由孕育階段的緩慢生長期轉(zhuǎn)為快速生長階段。
　　 進(jìn)一步的微區(qū)XRD應(yīng)力測試、Sn/Cu界面金屬間化合物的

3、AFM生長等實驗和分析表明不同加速條件的Sn須生長機(jī)理不同。室溫儲存條件下，Sn須生長的驅(qū)動力較為單一，高溫高濕儲存條件下，Sn須生長的驅(qū)動力較為復(fù)雜。溫度循環(huán)條件下，Sn須生長的驅(qū)動力更為復(fù)雜。
　　 3組工藝對比試驗，考察工藝生產(chǎn)過程中塑封和機(jī)械沖壓成型對鍍層Sn須生長的影響。對比試驗結(jié)果顯示環(huán)氧樹脂/鍍層界面和無環(huán)氧樹脂/鍍層界面Sn須生長結(jié)果類似，塑封對鍍層Sn須生長的影響可以忽略。機(jī)械沖壓應(yīng)力對鍍層的宏觀殘余應(yīng)力狀態(tài)影