(54.236.58.220) 您好!臺灣時間:2021/02/28 09:05
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:曹安琪
研究生(外文):TSAO, AN-CHI
論文名稱:無鉛錫球添加微量鉍鎳對產品可靠度之影響
論文名稱(外文):Study on the Effects of Adding Bi and Ni into Lead-free Solder on the Reliability of Package Products
指導教授:蔡政賢蔡政賢引用關係
指導教授(外文):TSAI, CHENG-HSIEN
口試委員:史順益蔡平賜
口試委員(外文):SHIH, SHUN-ITSAI, PING-SZU
口試日期:2017-06-08
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:化學工程與材料工程系博碩士班
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:無鉛錫球介面金屬化合物接合強度可靠度
外文關鍵詞:Lead-Free Solder Ballinter metallic compoundbonding Strengthreliability
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:209
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 IV
總目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 前言 1
1-1 研究動機與目的 1
1.2 研究內容 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 覆晶半導體封裝 3
2-1-1 覆晶封裝流程 4
2-1-2 植球作業流程 5
2-2 錫球之組成 6
2-2-1 錫球的作用 7
2-2-2 無鉛錫球之緣起 7
2-3 無鉛錫球介面金屬化合物層與缺陷模式 9
2-3-1 介面金屬化合物層於錫球接合形成之應用與影響 9
2-3-2 錫球接合於缺陷模式之影響 10
2-4 無鉛錫球 13
2-4-1 無鉛錫球基本組成之特性 17
2-4-2 錫、銀、銅成分改變對無鉛錫球可靠度之影響 18
2-4-3 添加微量金屬元素對無鉛錫球接合性能之影響 21
2-4-4 鉍元素添加對無鉛錫球整體可靠度之影響 22
2-4-5 鎳元素添加對無鉛錫球整體可靠度之影響 24
第三章 實驗設備及方法 26
3-1 實驗設備與材料 26
3-1-1 實驗材料 26
3-1-2 實驗設備 26
3-2 實驗流程與參數設定 29
3-2-1 實驗流程 29
3-2-2 參數設定 31
3-3 分析儀器 33


第四章 結果與討論 37
4-1 不同鉍含量對錫銀銅合金微結構之特性分析 37
4-2 添加鎳元素於錫銀銅合金對抑制介面金屬化合物層之影響 39
4-3 錫銀銅鉍鎳合金可靠度分析 40
4-3-1添加Bi, Ni與否對介面金屬化合物層厚度之影響 40
4-3-2添加Bi, Ni與否對合金錫球推力強度之影響 42
4-3-3添加Bi, Ni與否合金錫球摔落次數之影響 43
4-3-4添加Bi, Ni與否對合金錫球溫度循環測試之影響 46
4-4 不同成分組成之合金錫球之熔點分析 49
4-5 不同合金錫球尺寸對產品可靠度之影響 51
4-5-1不同合金錫球尺寸對產品推力強度之影響 51
4-5-2不同合金錫球尺寸對產品於溫度循環測試之影響 53
第五章 結論與建議 55
5-1 結論 55
5-2 建議 55
參考文獻 56


1.Abtew, M., Selvaduray, G., “Lead-Free Solders in Microelectronics”, Mater. Sci. Eng., 27, 95-141, 2000.
2.Shin, M. K., IC Package Reliability Testing Introduction, ASE Group report, 2009.
3.Bath, J., Garcia, R., ”Investigation and Development of Tin-Lead and Lead-Free Solder Pastes to Reduce the Head-in-Pillow Component Soldering Defect”, Global. Smt., & Packaging, 9(12), 10-16, 2009.
4.Dusek, M., Szendiuch, I., Bulva, J., Zelinka, M., “Wettability – SnPb and Lead-Free”, 2015.
5.Duk San Hi-Metal, Solder Impurity Property, report, 2016.
6.Feller, L., Hartmann, S., Schneider, D.,“Lifetime Analysis of Solder Joints in High Power IGPT Modules for Increasing the Reliability for Operation at 150℃”, Microelectron, Reliab., 48, 1161-1166, 2008.
7.Hidaka, N., Watanabe, H., Yoshiba, M., Shimoda, M., Asai, T., Ono, M., “Creep Behavior and Microstructure of Sn-Ag-Cu-Ni-Ge Lead-Free Solder Alloy”, Adv. Mater. Res. Switxz., 185-197, 2006.
8.http://www.mke.co.kr/l_eng/03_pro/index02_02.php
9.JEDEC Solid State Technology Association, Board Level Drop Test Method of Components for Handheld Electronic Products, standard 22-B111, 2003.
10.JEDEC Solid State Technology Association, Solder Ball Shear, standard 22-B117A, 2000.
11.Kong, X., Sun, F., Yang, M., Liu, Y., “High Temperature Creep Properties of Low-Ag Cu/Sn-Ag-Cu-Bi-Ni/Cu Solder Joints by Nanoindentation Method”, Solder, Surf. Mt. Tech., 23, 167-174, 2016.
12.Kim, J. W., Jang, J, K., Ha, S. O., Ha, S. S., Kim, D. G., Jung, S. B., “Effect of High-Speed Loading Conditions on the Fracture Mode of the BGA Solder Joint”, Microelectron, Reliab., 48, 1882-1889, 2008.
13.Kang, S. K., Sarkhel, A. K., “Lead (Pb)-Free Solders for Electronic Packaging”, J. Electron. Mater., 23, 701-707, 1994.
14.Kim, K, S., Ryu, K. W., Yu, C. H., Jung, I. O., Kim, H. H., “Analysis on Interfacial Reactions between Sn-Zn Solder and the Au/Ni/Cu Interfaces”, Microelectron, Reliab.,45, 647-655, 2005.
15.Kariya, Y., Otsuka, M., “Mechanical Fatigue Characteristics of Sn-3.5Ag-X (X=Bi、
Cu、Zn and In) Solder Alloys”, J. Electron. Mater., 27, 1229-1235, 1998.
16.Lee, J. H., Kumar, S., Kim, H. J., Lee, Y. W., “High Thermo-Mechanical Fatigue and Drop Impact Resistant Ni-Bi Doped Lead Free Solder”, Elec. Comp. C., 14, 978-1-4799-2407-3, 2014.
17.Liu, Y., Sun, F., Wang, G., Zou, P., “Nanoindentation Properties of As-Soldered Low-Ag SAC-Bi-Ni/Cu”, Sci. Technology, 12, 978-1-4673-1773-3, 2013.
18.Liu, Y., Sun, F., Li, X., “Effect of Bi, Ni Concentration on the Microstructure and Shear Behavior of Low-Ag SAC–Bi–Ni/Cu Solder Joints”, Adv. Mater. Res.-Switz., 25, 2627–2633, 2014.
19.Liu, Y., Sun, F., “Characterization of Interfacial IMCs in Low-Ag Sn–Ag–xCu–Bi–Ni Solder Joints”, Adv. Mater. Res.-Switz., 24, 290-294, 2013.
20.Lee, N. H., ”Getting Ready for Lead Free Solders”, Solder, Surf. Mt. Tech., 9(2), 65-69, 1996.
21.MK Electron Co., Ltd., Lead Free Solder, report, 2016a.
22.MK Electron Co., Ltd., Introduce of MXT Solder, report, 2016b.
23.MK Electron Co., Ltd., New high TC Solders, report, 2016c.
24.MK Electron Co., Ltd., High Drop and TC Reliability Solder, report, 2016d.
25.MK Electron Co., Ltd., Evaluation Report about SAC305N Solder, report, 2016e.
26.MK Electron Co., Ltd., High Cu Effect at MXT Solder, report, 2016f.
27.MK Electron Co., Ltd., Solder Workshop, report, 2016g.
28.Moon, K.W., Boettinger, W. J., Kattner, U. R., Biancaniello, F. S., Handwerker, C. A., “Experimental and Thermodynamic Assessment of Sn-Ag-Cu Solder Alloys”, Mater. Sci. Eng., 27, 1122-1236, 2000.
29.Matsudo, J. P., Lead-Free Solder Paste, US Patent, 9185812, 2015.
30.Nogita, K., Gourlay, C.M., Nishimura, T., “Cracking and Phase Stability in Reaction Layers between Sn-Cu-Ni Solders and Cu Substrates”, 61, 6, 2009.
31.Nogita, K., “Stabilisation of Cu6Sn5 by Ni in Sn-0.7Cu-0.05Ni Lead-Free Solder Alloys”, Mater. Eng., 18, 145-149, 2010.
32.Nogita, K., Mu, D., McDonald, S. D., Read, J., Wu, Y. Q., “Effect of Ni on Phase Stability and Thermal Expansion of Cu6-xNixSn5(x=0, 0.5, 1, 1.5, and 2)”, Mater. Eng., 26, 78-85, 2012.
33.Okamoto, H., Massalski, T. B., “Binary Alloy Phase Diagrams Requiring Further Studies”, J. Phase. Equliib., 16, 5, 1994.
34.Pandher, R., Lawlor, T., “Effect of Silver in Common Lead-Free Alloys”, Cookson Electronics Assembly Materials, 2009.
35.Roth, N., Wondrak, W., Willikens, A., Hofmeister, J., ”Ball Grid Array (BGA) Solder Joint Intermittency Real-Time Detection”, Microelectron, Reliab., 48, 1155-1160, 2008.
36.PMTC Co., Ltd., Hi-TC Solder Ball, report, 2017.
37.Senju Metal Industry Co., Ltd., http://cn.senju.com/products/wf-6317.html
38.Senju Metal Industry Co., Ltd., Solder Material Technology for Embedded Package, report, 2013.
39.Tian, Y., Wang, C., Chen, Y., “Characteristics of Laser Reflow Bumping of Sn3.5Ag
and Sn3.5Ag0.5Cu Lead-Free Solder Balls”, J. Mater. Sci. Technol., 24, 2, 2008.
40.Yang, L., Fenglian, S., Miaosen, Y., “Shear Strength and Brittle Failure of Low-Ag SAC-Bi-Ni Solder Joints during Ball Shear Test”, International Conference on Electronic Packaging Technology, 13, 978-1-4799-0498-3, 2013.
41.Yang, L., Bernstein, J. B., Koschmieder, T., “Assessment of Acceleration Models Used for BGA Solder Joint Reliability Studies”, Microelectron, Reliab., 49, 1546-1554, 2009.
42.Zhu, W.H., Xu, L., John, Pang, H. L., Zhang, X. R., Poh, E., Sun, Y. F., Sun, Y. S., Wang, C. K., Tan, H. B., “Drop Reliability Study of PBGA Assemblies with SAC305, SAC105 and SAC105-Ni Solder Ball on Cu-OSP and ENIG Surface Finish”, Elec. Comp. C., 08, 978-1-4244-2231-9, 2008.
43.Zhao, N., Zhong, Y., Huang, M. L., Ma, H. T., Dong, W., “Growth Kinetics of Cu6Sn5 Intermetallic Compound at Liquidsolid Interfaces in Cu/Sn/Cu Interconnects under Temperature Gradient”, Sci. Rep-Uk., 5, 13491, 2015.
44.王宣勝,蔡碧娥,顏秀芳,紀志堅,莊東漢,”無鉛銲錫材料設計之發展趨勢”,工業材料雜誌,第254期,2008。
45.王俊旭,Sn-Ag-Cu-In-Zn%20合金與%20Au%20Ni-P%20Cu%20基板之接觸角及界面反應分析,中華大學機械工程學系,碩士論文,2010。
46.石漢偉,錫-鉍-金和錫-鉍-銅三元系統之相平衡,國立台北科技大學化學工程研究所,碩士論文,2008。
47.白蓉生,”無鉛銲接的到來與因應”,電路板會刊,22,4-27,2003。
48.世界材料網. (http://www.materialsnet.com.tw), ”無鉛銲錫—抑制外部應力引發錫鬚的新製程”,2006。
49.吳錦鑾,電子元件銲錫性分析-潤濕天秤法之應用,國立台北科技大學工業工程與管理系,碩士論文,2004。
50.吳錦鑾,張前偉,”製程創新:無鉛銲錫性製程參數最佳化之研究”,第十三屆全國品質管理研討會,2007。
51.李宗軒,添加微量元素至錫球的鍵結能力評估,國立高雄第一科技大學電腦與通訊工程系,碩士論文,2016。
52.林國書,蘇書弘,葉雅靜,”Sn-xAg-0.5Cu-0.04Ni-0.01Ge無鉛銲錫之性質及銅界面反應研究”,工業材料雜誌,第236期,2006。
53.林靖琮,張道智,梁明侃,許志雄,” 錫銀銅BGA與錫鋅系錫膏在OSP基板接合行為之研究”,海峽兩岸大學校長論壇暨科學技術研討會,2008。
54.邱俊毅,”高溫焊錫材料技術簡介”,工業材料雜誌,第307期,2012。
55.邱碧秀,微系統封裝原理與技術,滄海書局,2005。
56.施伯錚,錫銀銅系無鉛銲錫與Cu/Ni-P/Au基板之界面接合行為,國立成功大學材料科學及工程學系,碩士論文,2003。
57.陳建銘,無鉛錫球封裝晶片之掉落衝擊測試,國立中山大學機械與機電工程學系,碩士論文,2005。
58.陳仕權,封裝級錫球在高速衝擊下的結構反應,國立中山大學機械與機電工程學系,碩士論文,2006。
59.陳玉惠,熱示差掃瞄卡量計DSC的原理,博精儀器,2008。
60.郭威成,Sn-Ag-xCu無鉛銲料之IMC層生長機制研究,國立成功大學機械工程學系,碩士論文,2011。
61.張士欽,高溫破壞,國立清華大學,2009。[www.mse.nthu.edu.tw/~scchang/2009 PowerPoint.ppt]
62.許明哲,先進微電子3D-IC構裝,五南圖書,2017。
63.黃乾怡,黃匯華,無鉛銲錫物料與組裝之研究,華梵大學工業管理研究所,碩士論文,2002。
64.黃啟豪,無鉛銲錫Sn-Ag-Cu在Cu-Ni-Au基板熱處理之研究,義守大學電子工程學系,碩士論文,2008。
65.劉安展,許兆民,光灼華,”不同錫球形狀或回焊過程中其殘留應力的變化”,第二十六屆全國力學會議,2002。
66.劉凌嘉,”有機保焊劑(OSP)的發展與應用”,新新季刊,第四十二卷,2014。
67.蔡佳星,張嘉苓,洪明億,陳勁宏,何宗漢,”晶圓級封裝凸塊介電層製程技術之改進”,工程科技與教育學刊,10,72-82,2013。
68.蕭献賦,實用IC封裝,五南圖書,2015。
69.簡朝棋,鄭智元,陳衿良,莊東漢,”Sn-Ag-Cu銲錫接點強度檢測技術之評估”,工業材料雜誌,第261期,2008。
70.蘇國賓,不同BGA基板金屬球墊表面處理對Sn-Ag-Cu與Sn-Zn-Al無鉛錫球銲接研究,義守大學材料科學與工程學系,碩士論文,2007。
71.蘇水龍,覆晶封裝錫球尺寸與變形之研究,國立成功大學航空太空工程學系,碩士論文,2014。
72.龔錦川,無鉛銲料於不同基材鍍層處理濕潤性與機械性質之研究,國立台灣科技大學材料科技研究所,碩士論文,2007。

電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20221231)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關點閱論文
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔