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Análisis de materiales de protuberancias de soldadura en la industria del embalaje de circuitos integrados (IC)

Debido a las crecientes restricciones sobre el uso de plomo en productos electrónicos se han realizado esfuerzos para encontrar sustitutos apropiados. En la avanzada industria del embalaje IC, las protuberancias eutécticas de soldadura SnPb, omnipresentes y de alta calidad pero peligrosas, ahora se están reemplazando gradualmente por tecnología sin plomo como las protuberancias de soldadura de aleación SnAgCu. Debido a que estas nuevas aleaciones requieren una cierta composición para asegurar la capacidad de soldadura y otras propiedades mecánicas deben medirse con precisión.

Es bien sabido que el contenido de Ag y Cu puede ejercer profundos impactos sobre la capacidad de soldadura y las propiedades mecánicas de las protuberancias de soldadura basadas en Sn. Por ejemplo, las protuberancias de soldadura con un contenido de Ag de más del 3% funcionan mejor en las pruebas de fatiga térmica y son más resistentes a la deformación plástica por corte, mientras que las aleaciones con menor contenido de Ag (alrededor del 1%) exhiben una ductilidad superior y, por lo tanto, una mejor resistencia a la fatiga en condiciones de tensión severa. Además, un mero 0,5% de Cu puede disminuir el comportamiento de disolución del sustrato Cu, aumentando así la capacidad de soldadura.

Es por eso que la industria del embalaje de circuitos integrados debe determinar con precisión la composición de las protuberancias de soldadura para cumplir con la combinación desafiante de restricciones legales (sin plomo) y requisitos técnicos.

El pequeño tamaño de las protuberancias (generalmente de 80 μm de diámetro) impide el uso de la mayoría de los métodos analíticos. Otros, como la absorción atómica (AA), son destructivos y, por lo tanto, no son adecuados para probar cada protuberancia individual. Sin embargo, la fluorescencia de rayos X (XRF) ha demostrado ser un enfoque ideal para controlar la concentración de los tres elementos. La Tabla 1 muestra los resultados de medición típicos para una protuberancia de soldadura SnAgCu.

Valores típicos medidos con FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-μ, 10 x 30seg.
Elemento Sn Ag Cu
Media [%] 98.55 0.99 0.46
Std.dev [%] 0.04 0.03 0.01

El haz de rayos X del FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-μ, equipado con una óptica policapilar y un detector de deriva de silicio (SDD), puede enfocarse para medir tamaños de punto tan pequeños como 20 μm y seguir produciendo tasas de conteo muy altas garantizando así una repetibilidad y precisión sobresalientes.

Si es importante para usted determinar con precisión la composición de las protuberancias de soldadura para verificar la tecnología sin plomo el FISCHERSCOPE® X-RAY  XDV-µ®, con su punto de medición extremadamente pequeño es el instrumento ideal Para obtener más información, póngase en contacto con su representante local de FISCHER.

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