TY - GEN
T1 - LTCC-moduulien liitosten luotettavuus
AU - Lenkkeri, Jaakko
AU - Kautio, Kari
AU - Rautioaho, Risto
AU - Nousiainen, Olli
AU - Jääskeläinen, Jussi
PY - 2003
Y1 - 2003
N2 - Työssä on tutkittu LTCC-moduulin ja piirilevyn välisten BGA-liitosten luotettavuutta lämpövaihtelutestein lämpötila-alueilla –40 – 125 °C, 0 – 100 °C ja 20 – 80 °C. Liitosten vikaantumista on monitoroitu mittaamalla daisy-chain-ketjun resistanssia rasitustestien aikana. Liitosrajapintoja on lisäksi tutkittu määrävälein akustisella pyyhkäisymikroskoopilla (SAM) ja vikaantumisen mekanismeja on tarkasteltu pyyhkäisylektronimikroskoopilla (SEM/EDS). Testirakenteissa on varioitu keraamipinnalla olevan liitosalueen metallointia (AgPd ja AgPt), liitoksen tasoa pintaan nähden (liitosalue pinnassa/ns. cavity-rakenne, jossa liitosalue on syvennyksessä) ja lisäksi on kokeiltu liitoksen ympärille valmistetun eristerenkaan vaikutusta liitoksen luotettavuuteen. Tutkimuksissa todettiin, että AgPt (1%Pt) reagoi paljon hitaammin juotostinan kanssa kuin AgPd-metallointi, mikä estää haitallisten ja murtumisen ydintymiselle herkkien yhdisteiden syntyä liitoksissa. Myös liitosgeometrialla on havaittu olevan vaikutusta liitosten kestävyyteen lämpösyklauksessa. Cavity-rakenteella, jossa LTCC-moduulin liitoskohtiin tehtiin juotteella täytetyt aukotukset, kestoikä lämpötilavälin -40 - 125°C testissä nousi lähes kaksinkertaiseksi. Myös liitosalueen reunan päälle ulottuva juotteenestopinnoite eli eristerengas osoittautui liitoksen luotettavuutta lisääväksi, koska se estää mahdollisen murtuman etenemistä liitosmetalloinnin ja keraamimateriaalin rajapinnasta keraamiin. Metallointimateriaalin ja -rakenteen muutoksilla päästiin n. 1000 syklin kestoikään lämpötilavälillä -40-125°C, eikä tällöin tarvinnut turvautua edes vaikeasti valmistettavaan cavity-rakenteeseen.
AB - Työssä on tutkittu LTCC-moduulin ja piirilevyn välisten BGA-liitosten luotettavuutta lämpövaihtelutestein lämpötila-alueilla –40 – 125 °C, 0 – 100 °C ja 20 – 80 °C. Liitosten vikaantumista on monitoroitu mittaamalla daisy-chain-ketjun resistanssia rasitustestien aikana. Liitosrajapintoja on lisäksi tutkittu määrävälein akustisella pyyhkäisymikroskoopilla (SAM) ja vikaantumisen mekanismeja on tarkasteltu pyyhkäisylektronimikroskoopilla (SEM/EDS). Testirakenteissa on varioitu keraamipinnalla olevan liitosalueen metallointia (AgPd ja AgPt), liitoksen tasoa pintaan nähden (liitosalue pinnassa/ns. cavity-rakenne, jossa liitosalue on syvennyksessä) ja lisäksi on kokeiltu liitoksen ympärille valmistetun eristerenkaan vaikutusta liitoksen luotettavuuteen. Tutkimuksissa todettiin, että AgPt (1%Pt) reagoi paljon hitaammin juotostinan kanssa kuin AgPd-metallointi, mikä estää haitallisten ja murtumisen ydintymiselle herkkien yhdisteiden syntyä liitoksissa. Myös liitosgeometrialla on havaittu olevan vaikutusta liitosten kestävyyteen lämpösyklauksessa. Cavity-rakenteella, jossa LTCC-moduulin liitoskohtiin tehtiin juotteella täytetyt aukotukset, kestoikä lämpötilavälin -40 - 125°C testissä nousi lähes kaksinkertaiseksi. Myös liitosalueen reunan päälle ulottuva juotteenestopinnoite eli eristerengas osoittautui liitoksen luotettavuutta lisääväksi, koska se estää mahdollisen murtuman etenemistä liitosmetalloinnin ja keraamimateriaalin rajapinnasta keraamiin. Metallointimateriaalin ja -rakenteen muutoksilla päästiin n. 1000 syklin kestoikään lämpötilavälillä -40-125°C, eikä tällöin tarvinnut turvautua edes vaikeasti valmistettavaan cavity-rakenteeseen.
M3 - Conference article in proceedings
SN - 952-15-1022-6
T3 - Tampereen teknillinen yliopisto: Porin yksikkö. Julkaisusarja A
SP - 149
EP - 153
BT - Elektroniikan valmistus 2003
PB - Tampere University of Technology
CY - Pori
T2 - Elektroniikan valmistus 2003
Y2 - 22 May 2003 through 23 May 2003
ER -