Sn-Sb ötvözetek elektrokémiai migrációs vizsgálatai

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Medgyes Bálint Károly
Elektronikai Technológia Tanszék

Az emberek egyre környezettudatosabb szemlélete és az Európai Unió környezetvédelem érdekében kialakított irányelveinek köszönhetően az elektronikai iparban használatos veszélyes anyagok leváltásra kerültek. Így történt ez az elektronikai iparban használt forraszanyagok esetében is. Megjelentek az ólommentes forraszötvözetek, amelyek új anyagokat tartalmaztak, amik viselkedéséről még keveset tudunk.

Dolgozatomban mélyrehatóan foglalkozom az elektrokémiai migráció jelenségével, amely nem más, mint vezető-szigetelő-vezető struktúrákon kialakuló zárlatképződési mechanizmus, amely vezető fémszál (dendrit) növekedésével jár. Ezt a folyamatot vizsgáltam az elektronikai ipar ólommentes forraszötvözeteiben használt antimon (Sn) esetén. A vizsgálat elvégzéséhez különféle koncentrációban antimont tartalmazó, ón-antimon forraszötvözetek (SnSb 0.1%, SnSb 1%, SnSb 3%, SnSb 5%) kerültek előállításra egy öntödében. A forraszanyagot egy általam kialakított folyamat során preform formájában vittem fel a mérőlemezekre. Forrasztást követően vízcsepp tesztes (WD teszt) vizsgálatnak vetettem alá a mintákat, amely során 3V-os feszültséget és a tengervíz sótartalmával megegyező 3,5 tömeg %-os nátrium-klorid oldatot használtam. Figyeltem a folyamatot egy számítógéphez csatlakoztatott mikroszkóp segítségével, illetve a mérési elrendezésben mért feszültségek alapján meghatároztam a mintákhoz tartozó meghibásodási időket (MTTF – Mean Time to Failure), amelyeket forraszanyagcsoportonként átlagoltam. Ezt követően néhány mérőlemezt az optikai mikroszkópos képek alapján kiválasztottam. A kialakult dendritekről nagyfelbontású elektronmikroszkópos képek és energiadiszperzív spektroszkópos anyagösszetétel vizsgálat készítésére került sor (SEM-EDS vizsgálat).

Megfigyelhető volt, hogy 0,1%, 1%, 3% antimon tartalmú forraszanyagok esetén a meghibásodásig eltelt idők átlaga közel azonos volt (± 3 mp), míg az 5% antimontartalmú minták esetén a meghibásodás megközelítőleg 40 másodperccel korábban történt. Ezen minták esetén (SnSb 5%) volt egyedül kimutatható a dendritek összetételében az antimon jelenléte. Ez a jelenség az antimon elektrokémiai migrációba történő bekapcsolódására utal, amely jelen esetben egy gyorsabb meghibásodási folyamat létrejöttéhez vezetett.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.