论文研究-干燥环境中预电镀引线框架的蔓延腐蚀 .pdf

所需积分/C币:6 2019-08-15 11:13:29 347KB .PDF
收藏 收藏
举报

干燥环境中预电镀引线框架的蔓延腐蚀,郑方,,为保护环境和遵守各国政府颁布的无铅法令, 以及减少集成电路的封装生产周期, 越来越多的集成电路封装厂开始采用镍钯金预电镀引线
国武技论文在线 干燥环境中蔓延腐蚀的研究 研究试验设置 研究试验所用器件 试验所选器件为四通道低电容保护阵列 引脚塑封表面贴装器件 其引脚位于塑料封装体的两边,每边各只引脚。其顶视图和侧视图分别如下: Pa 4 图 的顶视图和侧视图 器件引脚基材和表面镀层 引线框架所用的基材是铜的合金,根据开发合金的 公司的数据 报告,该铜合金的成分如下: 表引线框架基材合金 的成分 主要成分 或除以下成分后的剩余部分) 铜镍硅镁铁铅 最大值 最人值 最大值 本文实验所用的三层镍钯金预电镀引线框架(包括其引脚)的镀层结构如下 金0 0呢um Y 钯 n 镍0游5un 基材 图试验所用预电镀引线框架的镀层结构 国武技论文在线 老化试验器件的数量和电器连接 老化试验的集成电路总数为颗。 该批集成电路被插入下图所示的老化电路测试板的插座中,插座与器件引脚接触部分 基材为铜,表面镀金。 图试验所用的器件插座 老化试验器件的电气连接图为: 图老化试验器件连接电路图 试验中该集成电路的第 引脚接电源端;第 引脚接地端;第 引脚空置。该老化测试参照 标准设计。 老化试验的条件和时间 试验箱温度为摄氏度,老化试验时间小时。 干燥环境的验证 对下燥环境进行桷认时的室温为摄氏度相对湿度 这也是老化试验箱开始升 温前的起始条件。在对老化试验箱从摄氏度逐渐∫温至摄氏度的过程中,试验箱 内的相对湿度逐渐从降低到 因为使用的温湿度计的量程有限,当温度超过摄 氏度后,不再对试验箱内的温湿度进行测量。从理论上讲在温度超过摄氏度后,试 验箱内的环境将非常干燥,相对湿度应基本为零。试验开始阶段试验箱內温湿度洳数据 如下 国武技论文在线 相对湿度 5050 100 图老化试验箱内的相对湿度研究 在完全干燥环境中发现蔓延腐蚀 发现蔓延腐蚀 当器件在度的温度完仝干燥的环境中过了小时以后在所有的引脚上出现了蔓 延腐蚀(如图7所小)。 图老化试验后 器件引脚表面出现的蔓延腐蚀 这些蔓延腐蚀从引脚霠铜处丌始蔓延,爬上引胭衣面的镀金层,而且逐渐蔓延覆盖了大 部分引脚的衣面。 蔓延腐蚀的产生与引脚的偏置的关系 对发生蔓延腐蚀的引脚在倍显微镜下做外观检査接伏电源的引脚接地的 引脚空接的 引脚全部出现蔓延腐蚀。可见蔓延腐蚀的出现与引脚的偏置无 关 蔓延腐蚀并非对镀层表面的腐蚀 将一颗有缺陷的浸入用稀释的硫酸()并用超声波清洗三分钟,之后,在显 微镜下检査清洗过的引脚,褐色层凵基木被清洗掉,露出完好的电镀层,如图所示: 国武技论文在线 ∠E 清洗前 清洗后 图蔓延腐蚀可用化学方法(酸)清除 至此,基木上可断定,引脚上的褐色区域并不是由」镀层脱落露出铜基材所造成的。为 了进一步确定这一发现,开始试着在显微镜下用刀片去除褐色层。结果证明,褐色层可以用 物理的方法很容易的去除,露出亢好无损的原电镀层。如图所示 MM 图蔓延腐蚀可被刮除 对蔓延腐蚀层的成分分析 为了了解褐色层的化学成分,对缺陷样品引胭表面进行了分析(射线能谱仪分 析)。 的测试点分别选在同一个引脚上的褐色缺陷区和正常区,并对测试结果进行对 对引脚样品的正常镀层区的分析的能谱如图所小: 2e003 13m1 10000 00L.02,000400或00091000 图无蔓延腐蚀的区域化学分析 在正常区的分析能谱图中我们可以看到,镀层表面的主要元索有镍、钯、金,氧 的含量很少。 对引脚样品的褐色缺陷区的分析的能谱如图所示: 国武技论文在线 100 00010020030040050060070060090e1000 图蔓延腐蚀的区域化学分析 在褐色缺陷区,我们在它的能谱分析图中看不到镍、钯、金。取而代之的是铜、氯、硫 元素,氧元素的含量相比正常区域的含量高了很多。为了验证这一发现,抽取了其他测试样 品,并进行了同样的对比测试。得到相同的测试结果。褐色缺陷区不存在镍、钯、金元素, 其主要元素为铜、氯、硫和氧。从这里我们可以推测,褐色缺陷区主要是铜的氧化物,氯化 物和硫化物。 结论 本章通过硏究证明在完全干燥的环境下,在贵重金属镀层表面,蔓延腐蚀也是可以发 生的。腐蚀物的成分与在潮湿环境下的成分基本一致。分别为铜的氧化物、氯化物和硫化物 蔓延腐蚀与引脚上是否加电压或电流无关 蔓延腐蚀不是对引脚表面镀层的腐蚀。用化学方法(酸清洗)或用物理方法(刮除)都 可以较容易得把表面的蔓延腐蚀清除。 蔓延腐蚀是从集成电路引郾露钶处开始蔓延。集成电路的引胭在切筋成形的封装过程 中,引脚剖分区域的基材铜材暴露出来,暴露的基材铜在有腐蚀性气体(如,和 等等〕存在的室內或室尔环境中(通常为浓度水平),基材铜逐渐被腐蚀,铜的氯 化物、硫化物和氧化物沿框架的贵重佥属表面棽爬蔓延,形成了蔓延腐蚀 在严重的情况下,这些氯化物、硫化物和氧化物沿集成电路引脚棽爬蔓延至封装树脂的 表面。当两个相邻引脚之间的封装树脂表面被这些铜的氯化物、硫化物和氧化物完全连通的 时候,会造成相邻引脚之间电气绝缘下降(有报道下降倍),导致集成电路电气性能下 降或失效 从日前发表的硏究成果来看普遍认为蔓延腐蚀是在潮湿环境下金属间通过潮湿的娸介 发生电化学反应。从而导致了铜离」及其化合物的迁移 木文第一次在湿度为零的燥环境中,发现了蔓延腐蚀的产生。在十燥环境中,电化学 反应所必要的润湿表面不存在。所以,电化学反应不是目前所推测的蔓延腐蚀的形成机理, 或至少说不是唯的机理。在完全T燥的环境中蔓延腐蚀的发生与电化学反应无关。它是 集成电路引脚暴露的基材铜与环境中的腐蚀性气体发生化学反应后,反应生成物在贵重金属 表面镀层物质扩散所造成的。其形成的机理为腐蚀物在贵重金属表面的物质的扩散迁移。是 种物理的过程,而不是化学的过程。 参考文献 国武技论文在线 中国信息产业部第号令,《电子信息产品污染控制管理办沄》 年月日颁们,年 月日正式施行

...展开详情
试读 8P 论文研究-干燥环境中预电镀引线框架的蔓延腐蚀 .pdf
立即下载 低至0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
    抢沙发
    一个资源只可评论一次,评论内容不能少于5个字
    • 至尊王者

      成功上传501个资源即可获取
    关注 私信 TA的资源
    上传资源赚积分,得勋章
    最新推荐
    论文研究-干燥环境中预电镀引线框架的蔓延腐蚀 .pdf 6积分/C币 立即下载
    1/8
    论文研究-干燥环境中预电镀引线框架的蔓延腐蚀 .pdf第1页
    论文研究-干燥环境中预电镀引线框架的蔓延腐蚀 .pdf第2页
    论文研究-干燥环境中预电镀引线框架的蔓延腐蚀 .pdf第3页

    试读已结束,剩余5页未读...

    6积分/C币 立即下载 >