Electromigration-induced intermetallic growth and voids formation in symmetrical Cu/Sn/Cu and Cu/Intermetallic compounds (IMCs)/Cu joints

An, Rong; Tian, Yanhong; Zhang, Rui; Wang, Chunqing

doi:10.1007/s10854-015-2736-6

Cited by 29 publications

(15 citation statements)

References 46 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…As Sn and Ni are sufficient, the growth of Cu-Ni-Sn IMCs is mainly controlled by Cu concentration. Generally, there are two driving force for Cu atoms flux under current stressing: 1) chemical potential, as Cu concentration varies in different areas; 2) electric force [11]. The atomic flux due to the chemical potential, J CP is described by the following equation [2]:…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Electromigration study of SnCu0.7 solder joints with Ag added by different methods

Zhu

Sun

Chan

et al. 2015

2015 IEEE 17th Electronics Packaging and Technology Conference (EPTC)

View full text Add to dashboard Cite

Electromigration problem under current stressing has challenged the reliability of electronic products for a long time, which is more serious as the current applied is increasing. Adding nanoparticles have been proved to be effective in improving the mechanical and electrical properties of solder joints. This work studied the impact of Ag element on electromigration behavior of SnCu0.7 solder joints. SnCu0.7Ag0.3 solder is made by element alloying, while SnCu0.7+0.3Ag solder is made by doping Ag nanoparticles into SnCu0.7 solder paste. It is found that Ag3Sn in Ag incorporated solder joints helps lower the dissolution rate of Cu-Ni-Sn IMCs at cathode by impeding Cu diffusion in bulk solder. The rate of void formation and growth at cathode is remarkably inhibited. Compared to SnCu0.7+0.3Ag solder, SnCu0.7Ag0.3 solder has smaller-sized Ag3Sn IMCs particles, and be more effective in lowering the depletion rate of cathode IMCs. Through this study, we compared the performance of element alloying and nano-doping, and concluded that element alloying is more effective than nanodoping in improving solder joints' electromigration resistance under the same composition.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Electromigration study of SnCu0.7 solder joints with Ag added by different methods

Zhu

Sun

Chan

et al. 2015

2015 IEEE 17th Electronics Packaging and Technology Conference (EPTC)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Consequently, appropriate content of TiC nanoparticles effectively inhibited the growth of Cu6Sn5 and Cu3Sn layers during aging, as shown in Figure 6 [47]. The increasing current density in IC brings a deteriorative electromigration effect and the improvement of EM resistance of solder joints gradually becomes a research focus in reliability research [48,49]. CNTs will entangle with each other after adding it in the strengthening phase in lead-free solder.…”

Section: Reliabilitymentioning

confidence: 99%

Effect of Nanoparticles Addition on the Microstructure and Properties of Lead-Free Solders: A Review

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

With the development of microelectronic packaging and increasingly specific service environment of solder joints, much stricter requirements have been placed on the properties of lead-free solders. On account of small size effect and high surface energy, nanoparticles have been widely used to improve the microstructure and properties of lead-free solders. Therefore, the composite solders bearing nanoparticles have recently attracted wide attention. This article reviewed the recent research on SnAgCu, SnBi, and SnZn composite solder alloys and introduced the effect of nanoparticles on their microstructure, mechanical properties, wettability, and reliability. The mechanism of nanoparticles strengthening was analyzed and summarized. In addition, the shortcomings and future development trends of nanoparticle-reinforced lead-free solders were discussed, which is expected to provide some theoretical reference for the application of these composite solder in 3D IC package.

show abstract

“…Проблема пороутворення є особливо актуальною для надійності люттєвих з'єднань у мікроелектроніці [1][2][3][4][5]. Ріст інтерметалічних сполук між припоєм та металічним контактом інтегральної мікросхеми супроводжується появою пор, які спричиняють розрив електричного кола і призводять до відмов приладів електроніки.…”

Section: вступunclassified

Modeling of Void Distribution by Size at the Diffusion Zone

Chuvtaiev

2019

View full text Add to dashboard Cite

61.72.jd, 66.30.Dn, 66.30.Ny МОДЕЛЮВАННЯ РОЗПОДІЛУ ПОР ЗА РОЗМІРАМИ В ДИФУЗІЙНІЙ ЗОНІ * В роботі проведено моделювання розподілу пор за розмірами вздовж дифузійної зони під час процесу реакційної дифузії для бінарної системи. Вважається, що пори виникають з певною періодичністю біля міжфазної границі, де існує пересичення по вакансіям внаслідок різних рухливостей компонентів. Пори рухаються в об'ємі нової фази, що росте, змінюючись за розміром. Запропонована модель враховує вплив на пороутвороення джерел/стоків нерівноважних вакансій двох виді, в залежності від місця їх знаходження: в об'ємі фази, та на міжфазних границях. Результати моделювання показують, що ефективність роботи джерел/стоків вакансій впливає не лише на швидкість росту фази і пор, але і на форму розподілу пор за розмірами та їх максимальний розмір. Крім того, кожен вид джерел/стоків нерівноважних вакансій порізному впливає на кінетику пороутворення. Ключові слова: пора, розподіл пор за розмірами, нерівноважні вакансії, реакційна дифузія, бінарна система. * Статтю написано згідно з держбюджетною темою "Сингулярні розв'язки рівнянь математичної фізики в анізотропних і неоднорідних середовищах, моделювання процесів дифузії та абсорбції" (№ 0119U100421)

show abstract

Electromigration-induced intermetallic growth and voids formation in symmetrical Cu/Sn/Cu and Cu/Intermetallic compounds (IMCs)/Cu joints

Cited by 29 publications

References 46 publications

Electromigration study of SnCu0.7 solder joints with Ag added by different methods

Electromigration study of SnCu0.7 solder joints with Ag added by different methods

Effect of Nanoparticles Addition on the Microstructure and Properties of Lead-Free Solders: A Review

Modeling of Void Distribution by Size at the Diffusion Zone

Contact Info

Product

Resources

About