LTCC-moduulien liitosten luotettavuus

Jaakko Lenkkeri, Kari Kautio, Risto Rautioaho, Olli Nousiainen, Jussi Jääskeläinen

    Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference article in proceedingsScientific

    Abstract

    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.
    Original languageFinnish
    Title of host publicationElektroniikan valmistus 2003
    Place of PublicationPori
    PublisherTampere University of Technology
    Pages149-153
    ISBN (Print)952-15-1022-6
    Publication statusPublished - 2003
    MoE publication typeB3 Non-refereed article in conference proceedings
    EventElektroniikan valmistus 2003: Elektroniikan tuotanto- ja pakkaustekniikan konferenssi - Pori, Finland
    Duration: 22 May 200323 May 2003

    Publication series

    SeriesTampereen teknillinen yliopisto: Porin yksikkö. Julkaisusarja A
    Number1/2003
    ISSN1459-1286

    Conference

    ConferenceElektroniikan valmistus 2003
    CountryFinland
    CityPori
    Period22/05/0323/05/03

    Cite this

    Lenkkeri, J., Kautio, K., Rautioaho, R., Nousiainen, O., & Jääskeläinen, J. (2003). LTCC-moduulien liitosten luotettavuus. In Elektroniikan valmistus 2003 (pp. 149-153). Tampere University of Technology. Tampereen teknillinen yliopisto: Porin yksikkö. Julkaisusarja A, No. 1/2003