温度サイクル試験と走査電子顕微鏡断面観察によるPbフリーはんだボールの欠陥調査

目的

Pbフリーはんだボール（Sn-3Ag-0.5Cu）を搭載したBGAパッケージの温度サイクル試験（-40℃～125℃）を実施し、抵抗上昇のみられたパッケージのコーナーボールを断面観察し、抵抗上昇の原因を調査した。
方法

下記の手法で欠陥調査を行った。
・温度サイクル試験（-40℃～125℃）：1000cyc　同時に電気抵抗を計測
・抵抗上昇のみられたパッケージのコーナーボールをCPにて断面試料調製
・FE-SEM（JEOL：7000F）にて断面観察
・EBSP測定
・EBSP解析
試験装置・ソフト

・温度サイクル試験機
・CP(Crosssection Plisher)
・FE-SEM（JEOL:7000F）
・カメラ（検出器）
・OIM(Orientation Imaging Microscopy) Analysis
結果

・抵抗上昇のみられたパッケージのコーナーボールにクラックを確認した。
・クラックの進展状況が把握できた。
・結晶方位解析によりクラック近傍の方位情報を得た。
・抵抗上昇の原因を明確化できた。
お客様の成果

抵抗上昇の発生したはんだボールを特定することができ、今後のボール配置デザインに役立てることができた。
イメージ
※クリックすると拡大します。
- 図１）はんだボール初期品断面およびEBSP解析結果
- 図２）1000cyc.終了品断面観察結果
- 図３）1000cyc.終了品EBSP解析結果
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