抑制錫-鎳介金屬於焊點中生成的方法METHOD FOR INHIBITING GROWTH OF NICKEL-COPPER-TIN INTERMETALLIC LAYER IN SOLDER JOINTS

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

12/776,607

專利證號

US 8,092,621 B2

專利獲證名稱

抑制錫-鎳介金屬於焊點中生成的方法METHOD FOR INHIBITING GROWTH OF NICKEL-COPPER-TIN INTERMETALLIC LAYER IN SOLDER JOINTS

專利所屬機關 (申請機關)

元智大學

獲證日期

2012/01/10

技術說明

在電子產品中，電子元件間之複雜電路係透過印刷電路板(printed circuit board, PCB)或晶片載板(chip carrier board)以整合電路。這些元件與基板之間通常利用銲料(solder)來作銜接。96.5Sn-3Ag-0.5Cu (wt.%, or Sn3Ag0.5Cu)及其相關系列合金是目前無鉛銲料(lead-free solder)的主流。當Sn-Ag-Cu銲料與Ni基金屬銲墊進行銲接反應時，會先於銲點界面生長Cu6Sn5介金屬(intermetallic)。在電子元件日常使用下，Cu6Sn5與Ni之間又會多長出另一層Ni3Sn4介金屬，而形成Cu6Sn5/Ni3Sn4雙介金屬之生長形態。目前已知Ni3Sn4的生長會使該處之機械強度大幅滑落，而嚴重危及電子產品之使用壽命。然而工業界目前對此並無明確之解決方案。 本發明提出使用含Pd銲點，可大幅減緩Ni3Sn4於銲點界面的生長，以解決Ni3Sn4所引發之界面易脆問題。本發明係於銲料或金屬銲墊中加入微量Pd的方式，以遲滯Ni3Sn4介金屬的生長，進而達到強化銲點之目的。此一發明的好處是毋須大幅改變原有之銲料特性或銲接製程條件，即可明顯增進銲點之可靠度。 The solder joint has long been recognized to be the weakest link in IC packages and one of them fails will result in the whole package un-operational. Consequently, to enhance the mechanical properties of solder joints has become a very important task. The Sn-Ag-Cu family alloys, specifically that with the chemical constitute of 96.5Sn-3Ag-0.5Cu, is the most common lead-free solders applied in modern electronic packaging technology. When soldering reaction between such alloy and the Ni-based metallization pad occurs, the Cu-Ni-Sn intermetallic with the Cu6Sn5-based structure is the dominant reaction product in jointing the solder to Ni. During the sequential use of the electronic product, there will be another intermetallic layer, Ni-Cu-Sn, with the Ni3Sn4-based structure nucleated between Cu6Sn5 and Ni. The formation of the Ni3Sn4 at the Cu6Sn5/Ni interface will weaken the interfacial strength.

備註

本會(收文號1120030756)同意該校112年5月24日元智研字第1120000527號函申請終止維護專利(元智大學) /依本會112年第3次研發成果管理審查會決議辦理

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