search query: @keyword lyijytön / total: 9
reference: 2 / 9
« previous | next »
Author:Nyholm, Anna
Title:Elektromigraation vaikutus juoteliitoksen mekaaniseen ja termomekaaniseen luotettavuuteen
Effect of electromigration on the mechanical and thermo-mechanical reliability of solder joints
Publication type:Master's thesis
Publication year:2012
Pages:[7] + 76      Language:   fin
Department/School:Elektroniikan laitos
Main subject:Elektroniikan valmistustekniikka   (S-113)
Supervisor:Paulasto-Kröckel, Mervi
Instructor:Karppinen, Juha
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201209213116
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  1245   | Archive
Keywords:DC-current stressing
electromigration
lead-free
multiple loading tests
reliability
DC-virtarasitus
elektromigraatio
juoteliitos
luotettavuus
lyijytön
yhdistelmätestaus
Abstract (eng): The focus of this work was to investigate the effect of electromigration on the mechanical and thermo-mechanical reliability of Sn3.0Ag0.5Cu solder joints.
Effect of electromigration was studied by comparing samples that have had DC current stress-ing as pre-treatment to those which have experienced annealing aging or no pre-treatment at all.
In addition, a literature review was conducted to analyze the main reliability issues of solder joints and accelerated life tests.

The results indicated that DC current aging improved the thermo-mechanical reliability of solder joints.
The failure mode of the as-reflowed and annealed samples was found to be recrystallization-assisted crack propagation in the source interconnection.
The DC current stressed samples did not fail during the test.
Distinct differences were observed in the microstructure between the samples that had experienced different pre-treatments.
The microstructural evolution of the solder matrix was ob-served to have advanced slower in the DC current stressed samples.

In mechanical loading tests differences on the failure modes were found between the samples that had experienced different pre-treatments.
In as-reflowed samples under both drop and vibration tests the crack propagated in bulk solder close to the inter-face between the solder bulk and the intermetallic layer.
In annealed samples the crack propagated partly along the interface.
In contrast, in DC current stressed samples the crack propagated almost entirely in the bulk solder away from interfaces.
Presumably coarsening of the solder microstructure during the pre-treatments softened the solder which caused the crack to propagate in the bulk instead of the IMC-interface.

Electromigration was found to improve the thermo-mechanical reliability of solder joints and to affect the failure mode in mechanical loading.
The results of this thesis can be utilized to evaluate the effect of electromigration on the reliability of solder joints in typical operational environment of electronic assemblies.
The results can also be used in designing combined reliability tests when wanting to take the high current density the device is experiencing into consideration.
Abstract (fin): Tässä työssä tutkittiin elektromigraation vaikutusta Sn3.0Ag0.5Cu -juoteliitoksen luotettavuuteen mekaanisessa ja termomekaanisessa rasituksessa.
Elektromigraation vaikutus pyrittiin saamaan esiin vertaamalla suurille virrantiheyksille altistettuja kokoonpanoja hehkuttamalla esivanhennettuihin sekä käsittelemättömiin.
Lisäksi työssä tutustuttiin kirjallisuusselvityksen avulla juoteliitosten keskeisiin luotettavuusongelmiin sekä kiihdytettyyn elinikätestaukseen luotettavuuden arvioinnissa.

Esikäsittely DC-virtarasituksella näytti parantavan juoteliitoksen termomekaanisen rasituksen kestoa.
Esikäsittelemättömien ja hehkutettujen testikokoonpanojen vikaantuminen aiheutui lähdejuotteen murtumisesta uudelleenkiteytyneiden alueiden raerajoja pitkin, mutta DC-virtarasitetut näytteet eivät vikaantuneet testissä.
Eri esikäsittelyn kokeneiden testikokoonpanojen välillä havaittiin selviä eroja juotteen mikrorakenteessa ja rakenteen muutos lämpösyklauksessa näytti etenevän hitaammin DC-virtarasitetussa liitoksessa.

Mekaanisessa rasituksessa puolestaan havaittiin eroja eri esikäsittelyn kokeneiden liitosten vikaantumistavassa.
Sekä pudotus- että tärytystestissä esikäsittelemättömissä näytteissä murtuma kulki nielujuotteessa metallinvälisen yhdistekerroksen raja-pinnan tuntumassa ja hehkutetuissa puoliksi juotteen ja Cu6Sn5-yhdisteen välistä rajapintaa pitkin.
DC-virtarasitetuissa näytteissä sen sijaan murtuma kulki lähes ainoastaan bulkkijuotteessa kaukana rajapinnoista.
Oletettavasti juotteen mikrorakenteen karkeutuminen esikäsittelyissä pehmensi juotetta ja sai murtuman kulkemaan juotteessa IMC-kerrosten sijaan.

Elektromigraation havaittiin parantavan juoteliitoksen termomekaanisen kuormituksen kestoa, ja mekaanisessa kuormituksessa vaikuttavan vikaantumistapaan.
Tämän työn tuloksia voidaan käyttää arvioitaessa elektromigraation vaikutusta juoteliitoksen luotettavuuteen elektroniikkalaitteiden tyypillisessä käyttöympäristössä.
Tuloksia voidaan hyödyntää myös yhdistelmätestien suunnittelussa, kun halutaan ottaa huomioon käyttökohteen kokemat korkeat virrantiheydet.
ED:2012-08-20
INSSI record number: 45056
+ add basket
« previous | next »
INSSI