بررسی مقاومت به مهاجرت الکترونی آلیاژ لحیم بدون سرب کامپوزیتی حاوی ذرات کبالت

امروزه با پیشرفت روز افزون تکنولوژی، تقاضا برای کوچک‌سازی وسایل الکترونیکی بیشتر از پیش مورد نیاز است. قرارگیری اتصالات الکترونیکی جدید در شرایط دمایی خزشی به دلیل نقطه ذوب پایین لحیم‌ها و همین‌طور دانسیته جریان بالا چالش‌هایی مانند مهاجرت الکترونی و حرارتی به وجود آورده است. لذا اخیراً آلیاژسازی و کامپوزیت‌سازی جهت بهبود مقاومت به مهاجرت الکترونی اتصالات الکترونیکی به کار گرفته شده است. در این پژوهش سعی بر آن شد با کامپوزیت سازی آلیاژ لحیم بدون سرب sac0307 با استفاده از میکروذرات کبالت، مقاومت به مهاجرت الکترونی بهبود یابد. حضور کبالت در ترکیب بین فلزی فصل مشترکی باعث پایداری بیشتر ترکیب بین فلزی فصل مشترکی و جلوگیری از کاهش ضخامت ترکیب بین فلزی فصل مشترکی در طی زمان آزمون مهاجرت الکترونی می‌شود؛ درنتیجه پایداری و برقراری اتصال الکترونیکی نمونه لحیم‌کاری شده با آلیاژ لحیم کامپوزیتی بیشتر از آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی است. از طرفی دیگر، به دلیل ساختار ریزدانه و افزایش چگالی مرزدانه‌ها در آلیاژ لحیم کامپوزیتی، مکانیزم نفوذ شبکه ای در آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی به مکانیزم نفوذ مرزدانه تغییر یافته است؛ در نتیجه به دلیل مصرف اتم‌های مس شارش یافته از سمت کاتد به آند توسط ترکیبات بین فلزی موجود در مرزدانه‌ها، در آلیاژ لحیم کامپوزیتی طی زمان آزمون مهاجرت الکترونی غیریکنواختی ریزساختاری مشاهده شد.

investigating the electromigration resistance of composite lead-free solder alloy containing cobalt particles

in today’s technological landscape, the push for miniaturization in electronic devices is greater than ever, driven by technological advancements.the challenges of electromigration and thermomigrationhave arisen due to the need to establish new electronic connections under conditions characterized by creeping temperatures, originating from the low melting point of solders and high current density.  therefore, recently, alloying and composite materials have been employed to enhance the resistance of electronic connections to electromigration. in this study, efforts to enhance the resistance to electromigration using a composite sac0307 lead-free solder alloy incorporating cobalt microparticles. the presence of cobalt in the intermetallic composition of the interface causes more stability of the intermetallic composition of the interface and prevents the reduction of the thickness of the intermetallic composition of the interface during the time of the electromigration test; as a result, the stability and electronic connection of the sample soldered with composite solder alloy is more than that of non-composite solder alloy. on the other hand, due to the fine grain structure and the increase in grain boundary density in the composite solder alloy, the lattice diffusion mechanism in the non-composite solder alloy has been changed to the grain boundary diffusion mechanism; as a result, due to the consumption of copper atoms flowed from the cathode side to the anode by the intermetallic compounds present in the grain boundaries, non-uniform microstructural was observed in the composite solder alloy during the time of electromigration test.