lead-free solder joints in microelectronic thick film technology

• Autorzy: Jakubowska M. , Kalenik J. , Kiełbasiński K. , Kisiel R. , Szmidt J.

Warianty tytułu

PL

Połączenie bezołowiowe w mikroelektronicznej technologii grubowarstwowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of resistance and shear force measurements of several lead-free solder joints in thick film hybrid circuits are presented. The joints between lead-free thick film conductive layers and lead-free 1206 SMD components were prepared using Sn10In3.1Ag, Sn3.8Ag0.7Cu, Sn3.5Ag, Sn5Ag lead-free solders. The joints were prepared on Ag, PdAg, PtAg thick film solder pads. The solder joints were aged at 125C for 1000 hours in order to estimate the solder joint properties in conditions corresponding to hybrid circuits exploitation in the engine compartment of an automobile. The electrical resistance was measured using the 4-wire method and the mechanical strength using a shear test. The microstructure of interfacial regions of the joints was tested with a scanning electron microscope. This research has shown that solder joints on Ag and AgPt layers exhibited the most stable properties, while joints on PdAg degraded in about 48 hours under test conditions.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań hybrydowych bezołowiowych połaczeń lutowanych w grubowarstwowych układach scalonych. Połączenia lutowane wykonano pomiędzy bezołowiowymi elementami 1206 przeznaczonymi do montażu powierzchniowego, a bezołowiowymi polami lutowniczymi w układzie grubowarstwowym wykonano stosując najbardziej popularne luty bezołowiowe. Badano rezystancje połączeń oraz siłę ścinająca połączenia. Pomiarów dokonano bezpośrednio po lutowaniu i po starzeniu połączeń w temperaturze 125C. Połączenia lutowane wykonane lutami bezołowiowymi na srebrowych polach lutowniczych wykazują największa stabilność parametrów. Wytrzymałość mechaniczną połączeń lutowanych wykonanych na palladowo-srebrowych polach lutowniczych jest znacząco mniejsza, niż dla pozostałych połączeń.

Słowa kluczowe

EN

lead-free solder; thick film hybrid circuits

PL

lut bezołowiowy; grubowarstwowe układy scalone

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 51, iss. 3
• Strony: 407--412
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jakubowska M.

autor

Kalenik J.

autor

Kiełbasiński K.

autor

Kisiel R.

autor

Szmidt J.

• Institute of Electronic Materials Technology, 01-919 Warszawa, 133 Wołczyńska Str.

Bibliografia

• [1] M. Pecht, Reliability of Lead-Free Electronics, Proceedings of XXVIIIth International Conference of IMAPS Poland Chapter Wrocław 70-107,26-29 September 2004..
• [2] S. Achmatowicz at al., Lead-Free Silver Based Thick Film Pastes, Proceedings of XXVIIth International Conference of IMAPS Poland Chapter Wrocław 151 -154, 26-29 September 2004..
• [3] S. K. Kangatal., Studies of the Mechanical and Elec-trical Properties of Lead-Free Solder Joints, Journal of Electronic Materials 31(11), 1292-1303 (2002).
• [4] E. Ahn, Y. Lee, J. Ryu, T. Chung, S. Oh, Reliability of the lst Level and the 2nd Level Interconnections on the Flip Chip PBGA Package, Proceedings of XXXV International Symposium on Microelectronics, IMAPS, Denver, Sept. 4-6, 839-844 (2002).,
• [5] P. Zheng, J. Lee, K. Liu, J. Wu, S. Hung, A Study of Solder Joint Reliability of TFBGA Assemblies with Fresh and Reworked Solder Balls, Proceedings of XXXV International Symposium on Microelectronics, IMAPS, Denver, Sept. 4-6, 12-138 (2002).
• [6] Y. Aoki, Y. Nakagawa, K. Toi, H. Tanaka, K. Suyama, Solder Joint Reliability of Tin-Zinc-Bismuth Lead-Free Solder under Environmental Stress, Proceedings of XXIXth International Conference of International Microelectronics and Packaging Society, Koszalin-Darłówko, 421-427, 19-21 September 2005.