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开发由WO 3纳米颗粒增强的高压型SNBI合金焊料，用于通过热键连接Cu底物
WO 3纳米颗粒具有不同的载荷量（0.25至1.00 wt％），将SN – BI合金（10 wt％和20 wt％bi）机械混合45分钟。SN – BI纳米复合粉末与通量混合物混合，形成焊料。使用焊料糊状物将带有不同WO 3纳米颗粒的焊料粘贴沉积在纯Cu板上，并在275°C下加热180 s。研究了WO 3纳米颗粒对SN – 10 wt％BI焊料/Cu和Sn – 20 wt％BI焊料/CU焊接接头的微观结构，界面和粘结强度的影响。在两种焊料合金中添加较低量的WO 3纳米颗粒（0.25 wt％）都改善了其微结构和润湿性。向焊料中添加少量的0.25和0.50 wt％WO 3纳米颗粒将焊料基质中的粗伸长BI结构更改为细球形状，并形成了不连续的界面层，没有裂纹和/或微杆子。将0.25 wt％WO 3纳米颗粒添加到Sn – 20 wt％BI焊料中，将剪切强度提高到42.25 MPa，伸长率提高到7.1％，与普通之一的值相比，分别描绘了31.66％和208.70％的增加。
回顾表面光洁度和冷却速度对...的影响
随着人们对铅 (Pb) 毒性的环保意识日益增强，再加上严格的法规，铅基焊料的使用为无铅焊料合金的发展提供了必然的驱动力。已经进行了许多研究来评估焊料合金和表面处理对焊点可靠性的影响。然而，随着电子设备需求的增加，需要提高焊点的机械性能，以跟上当前电子设备技术的发展。在本研究中，总结了表面处理和冷却速度对使用镍基表面处理的焊点可靠性的影响。该研究重点研究了镍基表面处理 (ENIG 和 ENEPIG)，采用不同的冷却介质，慢速（炉）、中速（空气）和快速（水）。研究发现，表面处理的类型和冷却速度可以改变焊料金属间化合物 (IMC) 的形态，并直接改变焊点的机械性能。据报道，更快的冷却速度可以提供更细的 IMC 晶粒，这可能会转化为更好的焊点强度。本文提出的结果可能有助于进一步研究并促进焊点可靠性的改进。关键词：焊料合金、表面光洁度、界面反应、焊点和冷却速率。
气隙互连的机械稳定性
芯片包装相互作用包装的影响是整体上互连结构遭受特殊的外部应力。以塑料翻转包裹为例；在填充底漆之前，最高的热载荷发生在模具固定期间。对空气间隙结构的CPI效应进行了250°C的反射温度的无PB-焊料。包装中的基板是有机的，模具尺寸为8x8 mm 2。在略有不同的3D有限元模型上，多级子模型技术和VCCT用于计算最外层焊球下相关接口处的裂纹驱动力。[8,9]在蚀刻停止/钝化（ESL）和低k介电或气隙之间，在每个金属水平上放置在每个金属水平上放置的Horizontal裂纹计算错误。每个裂纹宽0.1 µm，长2 µm，在接线方向上延伸，如图4所示。在完整的低K集成方案中，由于SIO2和低K层之间的弹性不匹配，在M3间的裂纹3中，ERR最高。首先检查了空气间隙实施的效果，用于跨层次的全气隙结构，在该结构中，空气间隙取代了M3的所有金属间介电（IMD）。这导致裂纹3中的ERR中的大约5倍急剧增加。应注意的是
不同热机械应力水平下预先存在的空洞对焊料可靠性的影响：实验评估
无铅技术之后，功率 MOSFET 器件焊料连接中预存空洞一直是一个热门话题。先前的研究通常通过使用模拟分析故意产生过多空洞来检查具有制造诱导空洞的焊料的机械性能，而没有或缺乏实验结果。由于意见相左和实验证据不足，IEC 61191-2、J-STD-001G 和 IPC-A-610G 等电子组装标准均未涵盖空洞。在此背景下，需要全面的实验结果来验证模拟结果并协助制定标准。为解决这一关键问题，我们选择了具有不同位置、大小和图案的预存空洞且空洞百分比几乎相同（30 – 33%）的硅基功率 MOSFET 封装。对功率 MOSFET 测试样品在不同应力水平下进行基于功率循环的加速退化测试，并在特定时间间隔监测焊料退化的位置和速率。我们发现，焊料寿命中分散的小空洞是有用的，但空洞群会加速损坏的蔓延。相反，边缘处的分散大空洞会引发焊料损坏，缩短焊料寿命。我们的实验调查结果表明，在制定焊料空洞检查标准时，应考虑预先存在的空洞的位置、大小和图案。这将提高功率器件对最终用户电源和控制的可靠性。
化学镀镍黑色焊盘缺陷的表征
摘要 RoHS 法规的出台（该法规强制使用无铅焊料）以及 BGA 封装的日益普及，使得 ENIG 因其出色的长期可焊性和表面平整度而成为一种流行的表面处理选择。这种表面处理的缺陷之一是有可能在化学镀镍和浸金之间形成一层磷含量过高的层，这被称为黑焊盘缺陷。大多数现有文献表明，黑焊盘缺陷是由于 ENIG 工艺的浸金步骤中镍磷 (Ni-P) 层中的镍加速还原（腐蚀）造成的。黑焊盘缺陷可表现为 Ni-P 结节边界处的腐蚀尖峰，并可能发展为 Ni-P 顶部异常厚的高磷区域。与黑焊盘缺陷相关的一种故障机制是由于高磷区域的存在，下层 Ni-P 层中润湿良好的焊点发生脆性故障。在严重的情况下，黑焊盘缺陷会导致可焊性问题，并阻碍锡镍金属间化合物的形成，从而阻碍焊点的良好润湿。我们有机会研究了许多不同类型的黑焊盘案例，从严重到轻微，并且有大量的知识可以分享。本文将让读者对如何识别黑焊盘以及随后确定其严重程度有一个基本的了解。
电子封装设备中微焊点的热疲劳失效：综述
摘要：电子封装产品在使用过程中，焊点在温度循环作用下发生热疲劳，对电子产品的性能和焊点的可靠性有显著的影响。本文对微电子封装焊点热疲劳失效机理、热疲劳过程的组织变化、对焊点疲劳寿命的影响因素以及热疲劳寿命的仿真分析与预测进行了综述。研究表明，在交变温度循环的高温阶段，焊点发生不均匀粗化，导致疲劳裂纹的产生。但焊料厚度和高温阶段的保持时间对热疲劳影响不显著。随着循环次数的增加，粗化区和IMC层不断增厚，裂纹沿金属间化合物（IMC）层与粗化区界面萌生并扩展，最终导致焊点失效。对于含铅和无铅焊料，含铅焊料表现出更快的疲劳裂纹扩展速率，并以穿晶方式扩展。温度和频率对焊点热疲劳寿命的影响程度不同，焊点的疲劳寿命可以通过多种方法和模拟裂纹轨迹进行预测，也可以通过使用统一的本构模型和有限元分析进行预测。
纳米复合材料上的结构分析使用纳米凹痕引导免费焊料
摘要：由于基于铅的焊料受到限制，微电子行业一直在寻找像SAC这样的无铅焊料。但是有一些焊接接头失败的情况，可降低产品的可靠性，因为形成的金属间化合物层（IMC）是脆弱的。较厚的IMC层降低了焊料关节强度。本文分析了无铅焊接接头的实际工业包装组件。TiO 2，Fe 2 O 3和具有0.05重量百分比（wt。％）的Nio纳米颗粒被使用机械搅拌器混合到96.5％SN-3.0％AG-0.5％CU（SAC305）焊料中，以制造纳米无铅铅焊剂。使用扫描电子显微镜（SEM）和纳米Interenter研究了微型焊料中纳米颗粒对IMC层和纳米复合焊料连接质量的影响。添加TIO 2，Fe 2 O 3，Nio纳米颗粒更改了微观结构，并将IMC层厚度降低了29％-35％。纳米复合焊料的硬度和弹性模量分别增加了1％ - 11％和8％-31％。与纯SAC305相比，SAC305与Nio纳米颗粒的组成焊具有最高的硬度，并且Fe2O3的弹性模量最高。这证明了TiO 2，Fe 2 O 3和Nio的纳米颗粒的掺入增强了纯SAC的机械性能，并提高了微型电子包装中焊接接头的可靠性。
Ag颗粒形状对TIM接头机械性能和热性能的影响，
摘要 目的——本文旨在开发和测试用于半导体芯片封装的热界面材料 (TIM)。本研究的目标是实现良好的粘附性能（> 5MPa 剪切强度）和低热界面阻（优于 SAC 焊料）。设计/方法/方法——研究了芯片和基板镀金触点之间 TIM 接头的机械和热性能。本研究采用基于银浆的烧结技术。通过剪切力测试和热测量评估性能特性。使用扫描电子显微镜对形成的接头的横截面进行微观结构观察。结果——得出结论，含有几十微米大小的球形银颗粒和几微米大小的片状银颗粒的浆料具有最佳性能。烧结温度为 230°C，烧结过程中对芯片施加 1 MPa 的力，可实现更高的粘附性和最低的热界面阻。原创性/价值——提出了一种基于银膏的新材料，该材料含有悬浮在树脂中的不同大小（从纳米到几十微米）和形状（球形、薄片）的银颗粒混合物。使用烧结技术和银膏在 230°C 下施加压力制备的接头表现出比其他 TIM 材料（如导热油脂、导热凝胶或导热粘合剂）更好的机械和热性能。这些材料可以使电子设备在 200°C 以上的温度下运行，而目前硅基电力电子设备无法做到这一点。
Ag粒子形状对机械和热的影响...
抽象目的 - 本文的目的是开发和测试热界面材料（TIM），以用于组装半导体芯片包装中。这项研究的目标是良好的粘附特性（> 5MPA剪切强度）和低热界面电阻（比SAC焊料更好）。设计/方法/方法 - 研究了芯片和底物的金色接触之间的TIM关节的机械和热性能。烧结技术。通过剪切力测试和热测量评估性能特性。扫描电子显微镜用于形成关节的横截面的显微结构观察。发现 - 得出结论，对于含有数十个微米大小的球形AG颗粒的糊状物的最佳特性是达到的，具有较少微米的粉状Ag颗粒。在230°C下的烧结温度，在烧结过程中施加1 MPa力在芯片上具有更高的粘附性和最低的热界面电阻。独创性/价值 - 基于含有不同大小的Ag颗粒（形成数十个微米）的Ag颗粒的混合物的新材料，并提出了悬浮在树脂中的形状（球形，含量）。在230°C下用施加压力在230°C下制备的关节比其他TIM材料（例如热油脂，热凝胶或热导电粘合剂）表现出更好的机械和热材料。这些材料可以在200°C以上的温度下实现电子设备操作，目前无法用于基于SI的电源电子设备。
PCB 裂纹对采用单晶焊点的无源微电子元件热循环可靠性的影响
无铅锡基焊点通常具有单晶粒结构，取向随机，且特性高度各向异性。这些合金通常比铅基焊料更硬，因此在热循环期间会向印刷电路板 (PCB) 传递更多的应力。这可能会导致靠近焊点的 PCB 层压板开裂，从而提高 PCB 的柔韧性，减轻焊点的应变，进而延长焊料疲劳寿命。如果在加速热循环期间发生这种情况，可能会导致高估现场条件下焊点的寿命。在本研究中，使用偏光显微镜研究了连接陶瓷电阻器和 PCB 的 SAC305 焊点的晶粒结构，发现其大多为单晶粒。热循环后，在焊点下的 PCB 中观察到裂纹。这些裂纹很可能是在热循环的早期阶段在焊料损坏之前形成的。为了详细研究这些观察结果，我们开发了一种有限元模型，该模型结合了单晶焊点随温度变化的各向异性热性能和机械性能。该模型能够以合理的精度预测 PCB 和陶瓷电阻焊点中损伤起始的位置。它还表明，即使长度非常小的 PCB 裂纹也可能显著降低焊点中累积的蠕变应变和蠕变功。所提出的模型还能够评估焊料各向异性对陶瓷电阻相邻（相对）焊点损伤演变的影响。