Lead free thick film circuits

• Autorzy: Achmatowicz S. , Zwierkowska E.

Warianty tytułu

PL

Bezołowiowe mikroukłady grubowarstwowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Distribution of lead in thick film circuits has been indicated. Two categories of lead containing materials, ceramic and metallic, have been distinguished. A short history of removing lead oxides from ceramic materials has been presented. Metallurgical reactions between solder and thick film material, during the soldering and after the joint solidification have been discused. Diverse courses of soldering process of thick film layers and cupper layers of printed circuits have been compared. Useful lead free alloys for soldering lead free thick film have been presented.

PL

Wskazano położenie występowania ołowiu w układach grubowarstwowych. Wyróżniono dwie kategorie materiałów zawierających ołów: ceramiczne i metaliczne. Przedstawiono skróconą historię uwalniania materiałów ceramicznych od tlenków ołowiu. Omówiono przebieg reakcji pomiędzy lutowiem a materiałem warstw grubych, w czasie lutowania i po zestaleniu połączenia lutowniczego. Przeprowadzono porównanie przebiegu procesów lutowania warstw grubych ze zjawiskami zachodzącymi w czasie lutowania warstw miedzi w obwodach drukowanych. Przedstawiono propozycje użytecznych bezołowiowych stopów lutowniczych do lutowania warstw grubych wolnych od ołowiu.

Słowa kluczowe

PL

bezołowiowy układ grubowarstwowy; materiał ceramiczny; materiał metaliczny; lutowanie warstw grubych; lutowanie warstw miedzi; bezołowiowy stop lutowniczy; warstwa gruba wolna od ołowiu

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 34, nr 1-2
• Strony: 5--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Achmatowicz S.

autor

Zwierkowska E.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Vest R. W.: Material science of thick film technology, Cer. Bull., 65, 4 (1986), 631-636
• [2] Handbook of thick film hybrid microelectronics ed. by Harper C., McGraw-Hill, New York, 1974
• [3] Standard test method for measuring adhesion strength of solderable films to the substrates, ASTM, F 692 - 97 (Reapproved 2002).
• [4] WEB sites: Du Pont http://www.dupont.com/mcni/. ESL http://www.electroscience.com. Ferro http://www.ferro.com. Heraeus http://www.4cmd.com/
• [5] Donohue P. O., U.S. Patent 4,512.917 (1985)
• [6] Hormadaly J., U.S. Patent 4,548.741 (1985)
• [7] Donohue P. O., Hormadaly J., Needs C.R.S., Horowitz S.J., Knaak J.F., Proceedings of 37th Electronic Component Conference, (1987)
• [8] Kretzschmar Ch., Otschik P., Griessmann H.: A new paste system for AIN, Proceedings of 2001 International Symposium on Microelectronics, Baltimore, MA, Oct. 9-11, (2001), 672-675
• [9] Kretzschmar Ch., Otschik P., Jeanicke-Rossler K., Schlafer D.: The reaction between ruthenium dioxide and aluminum nitride in resistive pastes, J. Mater. Sc., 28, 5713-5716
• [10] Prudenziati M., Zanardi F., Morten B., Gualtieri : Lead-free thich film resistors: an explorative investigation, J. Mater. Sc.: Mater. Electron. 13 (2002), 31-37
• [11] Prudenziati M., Morten B.: Perovskiter Ruthenate-based lead-free thick film resistors, European Microelectronics and Packaging Symposium, Prague June 16-18*, (2004), 277-282
• [12] Bastecki C.: Lead-free assembly of mixed-technology PCB's, Surf. Mount Technol. 11, (5), (1997), 52-58 or http://www.alphametals.com/.
• [13] Bochenek A., Bober B.: Evaluation of soldering properties of silver conductor pads on LTCC structures using selected lead-free solders, European Microelectronics Packaging and Interconnection Symposium, Cracow Poland 16-18 June 2002, 125-129
• [14] Bober B., Bochenek A., Olszewska-Mateja B.: Evaluation of ultrathermocompression flip-chip bonds with Au and AuPd wires, Proceedings XXII International Conference IMAPS-Poland Chapter, (1998), 103-106
• [15] Li G.Y., Chan Y.C., Diffusion and intermetalics formation between Pd/Ag metallization and Sn/Pb/Ag solder in surface mount solder joints, Mater. Sc. Engineer. B57, (1999), 116-126.
• [16] Su T.L., Tsao L.C., Chang S.Y., Chuang T.H.: Interfacial Reactions of Liquid Sn and Sn-3.5Ag Solders with Ag Thick Films, Journal of Materials Engineering and Performance, 11 (5), Oct. 2002, 481-486
• [17] Cheng M.D., Wang S.S., Chuang T.H.: Soldering Reaction between In49Sn and Ag Thick Films, Journal of Electronic Materials, 31,3, 2002, 171-177
• [18] Miao H.W., Duh J.-G.: Microstructure evolution in Sn-Bi and Sn-Bi-Cu solder joints under thermal aging, Material Chemistry and Physics 71 (2001), 255-271
• [19] Vianco P.T., Stephens J.T., Rejent J.A.: Intermetallic Compound Layer Development During the Solid State Thermal Aging of 63Sn-37Pb Solder/Au-Pt-Pd Thick Film Couples, IEEE Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technology, Part A, 20, 4, Dec. 1997, 478-490
• [20] Vianco P.T.: Pb-Free alloy Development and Intermetallic Compound Layer Growth in High-Reliability Hybrid Microcircuits, The International Journal of Microcircuits and Electronic Packaging, 24, 4, Forth Quarter, 2001, 328-345
• [21] Hernandez C., Hosking F., Vianco P.T.: Proceedings of 1997 International Symposium on Microelectronics, Philadelphia, PA, Oct. 14-16, (1997), 665-671
• [22] Erickson K.L., Hopkins P.L., Vianco P.T.: Modeling the Solid-State Reaction Between Sn-Pb Solder and a Porous Substrate Coating, Journal of Electronic Materials, 27, 11, (1998), 1177-1192
• [23] Bokalo P., Shahbazi S., Sims Th.D. A Case of Lead Free Thicl Film Conductors with Lead Free Soders Alloys, Proceedings of 2003 International Symposium on Microelectronics, Boston, MA., Nov. 16-20, 2003, 71-76
• [24] Achmatowicz S., Jakubowska M., Kalenik J., Kisiel R., Młożniak A., Zwierkowska E.-Lead-Free Silver Based Film Pastes, XXVIII International Conference of IMAPS Poland, Wroclaw, Poland, Sept. 26-29, 2004, 151-154