Record Details

THE EFFECT OF ELECTROPLATING PARAMETERS ON TIN “WHISKERS” FORMATION

Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Physical-Technical Sciences

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title THE EFFECT OF ELECTROPLATING PARAMETERS ON TIN “WHISKERS” FORMATION
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ЭЛЕКТРОЛИЗА НА ОБРАЗОВАНИЕ «УСОВ» В ПОКРЫТИЯХ НА ОСНОВЕ ОЛОВА
 
Creator V. Vasilets K.; Belarussian State University of Informatics and Radioelectronics
A. Khmyl A.; Belarussian State University of Informatics and Radioelectronics
L. Kushner K.; Belarussian State University of Informatics and Radioelectronics
I. Kuzmar I.; Belarussian State University of Informatics and Radioelectronics
В. Василец К.; Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
А. Хмыль А.; Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Л. Кушнер К.; Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
И. Кузьмар И.; Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
 
Subject lead-free alloys; non-stationary electrolysis; “whiskers”
бессвинцовые сплавы; нестационарный электролиз; «усы»
 
Description The article is devoted to the investigation of potential defects that can appear in thin-film electrochemical coatings based on tin, which do not contain lead, during their long storage. The purpose of the study is to develop technological regimes of electrolysis, which ensure minimization of the probability of the appearance such defects and reliable operation of radio electronic equipment The problems of tin and lead-free alloys based on it, as well as methods of elimination of such potential defects as the formation of “whiskers” are considered. To control the growth of “whiskers” in the post-electrolysis period (12 months of natural aging under laboratory conditions), a Sn-Bi coating was chosen, which was formed using both a constant and a pulse-reversed current. Based on the results which were obtained with scanning electron microscope, it was established that deposition of an alloy using pulsed and reverse current not only improves the structure of the coatings formed, but also significantly reduces the propensity to form whiskers, their length and density per unit area in comparison with coatings obtained with direct current. Possible reasons for achievement of high quality electrochemical coatings with Sn-Bi alloy have been established. The slowest growth of “whiskers” was obtained at reversed current with an average density i av= 2 A/dm2, frequency f = 1 Hz and duty ratio γ = 1.5. 
Статья посвящена исследованию потенциальных дефектов, которые могут появиться в тонкопленочных электрохимических покрытиях на основе олова, не содержащих свинца, при их длительном хранении. Целью исследования является разработка технологических режимов электролиза, обеспечивающих минимизацию вероятности появления таких дефектов и надежную работу радиоэлектронной аппаратуры. Рассмотрены проблемы применения олова и бессвинцовых сплавов на его основе в радиоэлектронике, а также методы борьбы с такими потенциальными дефектами, как образование «усов». Для контроля роста «усов» в послеэлектролизный период (12 месяцев естественного старения в условиях лаборатории) было выбрано покрытие Sn-Bi, которое формировали с использованием как постоянного, так и импульсно-реверсированного токов. На основании результатов, полученных с помощью растрового электронного микроскопа, установлено, что осаждение сплава с использованием импульсного и реверcированного тока не только улучшает структуру формируемых покрытий, но и существенно снижает склонность к образованию «усов», их длину и плотность на единицу площади в сравнении с покрытиями, полученными на постоянном токе. Установлены возможные причины достижения высокого качества электрохимических покрытий сплавом Sn-Bi. Наиболее медленный рост «усов» отмечен на реверсированном токе со средней плотностью i ср = 2 А/дм2, частоте f = 1 Гц и коэффициенте заполнения γ = 1,5. 
 
Publisher The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"
 
Contributor —
—
 
Date 2017-08-08
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://vestift.belnauka.by/jour/article/view/306
 
Source Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series; № 2 (2017); 30-39
Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук; № 2 (2017); 30-39
1561-8358
 
Language rus
 
Relation http://vestift.belnauka.by/jour/article/view/306/298
Гаврилов, С. А. Электрохимические процессы в технологии микро- и наноэлектроники / С. А. Гаврилов, А. Н. Белов. – М.: Высш. образование, 2009. – 258 с.
Медведев, А. Форум по бессвинцовым технологиям пайки / А. Медведев, А. Новиков // Технологии в электронной промышленности. –2007. – № 4. – С. 48–54.
Лапина, Л. Н. Применение электролитических сплавов в технологии изготовления электронной техники / Л. Н. Лапина, Г. Е. Попова, Г. А. Трубачева // Обзоры по электронной технике. Сер. 6, Материалы. – М.: ЦНИИ «Электроника», 1980. – Вып. 6 (745). – С. 27–28.
Якобсен, К. «Усы» олова / К. Якобсен // Технологии в электронной промышленности. – 2008. – № 3. – С. 14–15.
The effect of electroplating parameters and substrate material on tin whisker formation / M. A. Ashworth [et al.] // Microelectronics Reliability. – 2015. – Vol. 55. – Р. 180–191.
Mechanical deformation-induced Sn whiskers growth on electroplated films in the advanced flexible electronic packaging / Shih-Kang Lin [et al.] // J. Mater. Res. – 2007. – Vol. 7, iss. 22. – P. 1975–1986.
Winterstein, J. P. The influence of porosity on whisker growth in electroplated tin films / J. P. Winterstein, M. G. Nor-ton // J. Mater. Res. – 2006. – Vol. 12, iss. 21. – P. 2971–2974.
Anocha, S. Matte tin (Sn) plating of semiconductor devices – whisker growth study / Anocha Sriyarunya, Dhiraj Bansal // IPC/JEDEC. 6th International Conference on Lead Free Electronic Components and Assemblies. – 2004. – P. 1–17.
NEMI tin whisker method standards / Irina Boguslavsky [et al.] // Proceedings of the SMTA International Conference, Chi-cago, Illinois, September 21–25, 2003. – 2003. – P. 3–10.
Ильин, В. А. Цинкование, кадмирование, оловянирование и свинцевание / В. А. Ильин. – Л.: Машинострое-ние, 1983. – 87 с.
Костин, Н. А. Импульсный электролиз / Н. А. Костин, В. С. Кублановский, А. В. Заблудовский. – Киев: Наук. думка, 1989. – 168 с.
Tin Whisker Projects [Electronic resource]. – Mode of access: http://inemi.org/webdownload/newsroom/Presentations/ Amsterdam04_tin_whiskers.pdf. – Date of access: 01.02.2015.
Watanabe, Т. Nano plating – microstructure formation theory of plated films and a database of plated films / Т. Watanabe. – Oxford: Elsevier Science, 2004. – 714 p.
Ткаченко, Ф. К. О факторах, определяющих уровень энергии активации самодиффузии в металлах / Ф. К. Ткаченко, В. И. Мирошниченко, И. Ф. Ткаченко // Вестн. Приазов. гос. техн. ун-та. Сер.: Техн. науки. – 2011. – № 22. – С. 135–139.
Anal, A. K. Self-diffusion in a porous metal: the first empirical correlations for estimating pore-modified tracer self-diffusion parameters, D0 and Q / A. K. Anal, G. S. Tendolkar // Acta. Metall. – 1986. – Vol. 34. – Р. 1607–1615.
Xiao, G.-W. Effect of Cu stud microstructure and electroplating process on intermetallic compounds growth and reliability of flipchip solder bump / G.-W. Xiao // IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies. – 2001. – Vol. 24, N 4. – P. 682–690.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).