與界面擴散有關的斷裂失效

1、金脆效應

如果Au太厚(針對電鍍Ni/Au而言,一般應小於0.08μm),則在使用過程中,彌散在焊料中的Au會擴散回遷到Ni/Sn界面附件,形成帶狀(Ni1-xiAux)Sn4金屬間化合物,如圖1-54(a)所示。該IMC在界面上的富集常常導致著名的金脆斷裂失效,使焊點的強度降級,如圖1-54(b)所示。但一些研究表明這種Au的迂迴移只發生在有鉛釺料中,在無鉛釺料中並沒有看到(見閆焉服著《電子裝聯中的無鉛焊料》174頁)。

與界面擴散有關的斷裂失效

靖邦

2、界面偶合現象

PCB焊盤界面上的反應不但與本界面有關,也與元器件引腳材料及鍍層有關。例如,焊盤為Ni/Au,而元器件引線為Cu合金時,Cu常常會擴散到Ni/Sn界面從而導致界面形成(Cu、Ni)3Sn4和(Cu、Ni)6Sn5,會導致焊點大規模失效。

3、Kirkendall空洞

ENIG鍍層容易發生著名的Kirkendall空洞,如圖1-55所示。

與界面擴散有關的斷裂失效

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Kirkendall空洞與高溫老化時間有關,時間越長,空洞越多。如果在125ºC條件下,40天就形成連續的斷裂縫。

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