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PVDを使用したAu-Sn鉛フリーはんだ接合技術の最適化

使用 PVD 优化 Au-Sn 无铅焊点技术

基本信息

批准号：
19918040
负责人：
松原監壯
金额：
$ 0.42万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19918040/
关键词：
金-錫合金はんだ物理的蒸着法金属間化合物

项目摘要

1、研究目的:近年の自然環境への関心の高まりから鉛を含有しないいわゆる鉛フリーはんだが電子部品のマイクロ接合に使用されている。しかし、鉛フリーはんだは本質的に濡れが悪く、リフトオフ、界面剥離、凝固割れ、ボイド、金属間化合物などの接合欠陥を生じ易い。そこで、本研究はつい最近になって使用され始めたPVD-Au-Sn鉛フリーはんだ/Auメタライジングの接合技術の最適化試験を行った。2、研究方法:接合層の力学に関する評価試験に九州大学応用力学研究所の全国共同利用装置MTS万能試験機を使用した。組織観察と組成分析には同じくEPMA装置を使用した。また、構造解析に中央分析センターの学内共同利用装置XRDを使用した。3、明らかにされた成果:(1)Au-Sn鉛フリーはんだのAuとSnは別々の蒸発源から同時に蒸った。(2)最適な条件で接合された接合層に変形、界面剥離、凝固割れ、ボイド、金属問化合物の異常成長などは観察されなかった。(3)接合層のせん断破壊応力τの平均値は165(130-200)MPaであった。この値はAu-20%Sn合金の引張強度σの約57%である。せん断/引張りの破壊強さの関係はトレスカ(Tresca)やミーゼス(von Mises)の条件を満たしている。したがって接合層がAu-Sn合金の本来の強度で接合されているのが分かった。(4)接合層に反応形成されている金属間化合物はAu_5SnとAuSnの二種類で、共晶から離れたAuSn_やAuSn_4は形成されないのが分かった。

1. Purpose of research: In recent years, the natural environment has been concerned about the high content of lead, and the use of lead in electronic components has been discussed. For example, if the lead is not present, the interface is separated, the solidification is separated, and the intermetallic compound is not present. In this study, the optimization of PVD-Au-Sn bonding technology was studied. 2. Research method: The MTS universal testing machine, a national common equipment of Kyushu University, was used for the evaluation of the mechanics of the bonding layer. Organization and composition analysis XRD is used in the central analysis and common use of the device in science. 3. The results of the research are as follows:(1)Au-Sn lead alloy is separated from Au and Sn alloy, and the evaporation source is separated from Au and Sn alloy. (2)The optimum conditions for bonding are bonding layer deformation, interface delamination, solidification, and abnormal growth of metallic compounds. (3)The average breaking force of the bonding layer is 165(130-200)MPa. The tensile strength σ of Au-20%Sn alloy is about 57%.せん断/引张りの破壊强さの关系はトレスカ(Tresca)やミーゼス(von Mises)の条件を満たしている。The bonding layer is composed of Au-Sn alloy and its inherent strength. (4)The intermetallic compound Au_5Sn and AuSn are two kinds of eutectic, AuSn and AuSn_4 are two kinds of intermetallic compounds.