Characterisation of the creep behaviour of lead-free solders in ultra small micro joints subjected to cyclic reversible loading

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Steffen Wiese
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5363961

Ein zentrales Problem bei der Berechnung mechanischer Beanspruchungen von mikroelektronischen Verbunden liegt in der Frage der Übertragbarkeit der an homogenen makroskopischen Probekörpern gewonnenen Werkstoffparameter auf den Mikrobereich. Besonders für das als zukünftiger bleifreier Fügewerkstoff favorisierte eutektische SnAgCu-Lot liegen kaum Kenntnisse über dessen werkstoffmechanisches Verhalten in Mikrodimensionen vor. Aus diesem Grund setzt sich das beantragte Vorhaben zum Ziel, das Kriechverhalten von SnAgCu-Lot an kleinstvolumigen (V<10E-12 m3) Mikrokontakten unter betriebsfalladäquaten Belastungsbedingungen experimentell zu ermitteln. Hierzu sollen isotherme zyklische Scherversuche durchgeführt werden, um ein zutreffendes Konstitutivmodell für die FEM-Simulation zur Verfügung zu stellen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen soll dabei auf dem Zusammenhang zwischen Mikrostruktur des SnAgCu-Lotes und seinem Kriechverhalten liegen. Hierbei sollen vor allem die Faktoren Volumenanteil, Größe, Form und Art, (Ag3Sn oder Cu6Sn5) der intermetallischen Ausscheidungen in ihrem Einfluß auf das Kriechverhalten des Lotes untersucht werden, um so zu einer strukturabhängigen Formulierung eines Kriechgesetzes zu gelangen, welches praxisrelevante Faktoren, wie Fertigungsbedingungen, Metallisierungen und Alterungszustände von Lötverbindungen in der Mikroelektronik berücksichtigt.

• DFG Programme: Research Grants