{"id":{"repo_id":"sherbrooke","oai_identifier":"oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/23569"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/sherbrooke/oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/23569","repository":{"repo_id":"sherbrooke","name":"Université de Sherbrooke","base_url":"https://usherbrooke.scholaris.ca/server/oai/request"},"display":{"title":"Hypoeutectic low/ultra low temperature BGA Interconnection by SLID","abstract":"Cette recherche doctorale a développé et validé des stratégies de diffusion solide-liquide (SLID) permettant un brasage fiable à basse et ultra-basse température pour l’encapsulation microélectronique avancée. L’objectif était de remplacer le refusionnement SAC à haute température par des systèmes à base de Sn-Bi et de Sn-In traités sous 180 °C et 140 °C, tout en préservant l’intégrité mécanique et structurelle. Un procédé SLID à basse température combinant des billes SAC305 et une pâte Sn-58Bi a été optimisé (volume, température, durée), produisant des interconnexions Sn-30Bi entièrement homogénéisées à ≈ 180 °C. Les essais de fiabilité (HTS, HTSB, ATC) ont montré que les joints hypo-eutectiques Sn-Bi limitaient le grossissement du Bi, la croissance des composés intermétalliques et la formation de vides, tout en présentant une meilleure résistance mécanique que le Sn-58Bi eutectique. L’approche a été étendue à l’ultra-basse température à l’aide d’une brasure Sn-In-Bi (métal de Field). L’optimisation a permis une diffusion complète de l’indium et une répartition quasi homogène du bismuth à ≈ 140 °C. Les finitions de surface au nickel (ENIG) ont efficacement empêché la dissolution du cuivre et stabilisé l’interface lors du vieillissement à 85 °C. Dans l’ensemble, les procédés SLID développés ont démontré un brasage métallurgique fiable bien en dessous des températures de refusion SAC classiques, réduisant le budget thermique sans compromettre la fiabilité—ouvrant la voie à des interconnexions de nouvelle génération, économes en énergie et à pas fin.","abstract_html":"Cette recherche doctorale a développé et validé des stratégies de diffusion solide-liquide (SLID) permettant un brasage fiable à basse et ultra-basse température pour l’encapsulation microélectronique avancée. L’objectif était de remplacer le refusionnement SAC à haute température par des systèmes à base de Sn-Bi et de Sn-In traités sous 180 °C et 140 °C, tout en préservant l’intégrité mécanique et structurelle. Un procédé SLID à basse température combinant des billes SAC305 et une pâte Sn-58Bi a été optimisé (volume, température, durée), produisant des interconnexions Sn-30Bi entièrement homogénéisées à ≈ 180 °C. 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A low-temperature SLID process combining SAC305 spheres with Sn-58Bi paste was optimized for paste volume, temperature, and time, producing fully homogenized Sn-30Bi interconnections at ≈ 180 °C. Reliability evaluation under High-Temperature Storage (HTS), High-Temperature Storage with Bias (HTSB), and Accelerated Thermal Cycling (ATC) showed that hypoeutectic Sn-Bi joints suppressed Bi coarsening, limited IMC growth and voiding, and achieved higher mechanical robustness than eutectic Sn-58Bi. The approach was then extended to the ultra-low-temperature regime using Sn-In-Bi (Field’s metal) solder. Optimization enabled full In diffusion and near-uniform Bi distribution at ≈ 140 °C. Nickel-based surface finishes (ENIG) effectively prevented Cu dissolution and preserved interfacial stability during aging at 85 °C. Overall, the developed SLID processes demonstrated reliable metallurgical bonding far below standard SAC reflow temperatures, reducing thermal budgets without compromising mechanical or interfacial reliability—offering a practical route toward next-generation, energy-efficient, fine-pitch packaging."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Hypoeutectic low/ultra low temperature BGA Interconnection by SLID"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Danovitch, David","Drouin, Dominique"],"dc:creator":["Ali, Hafiz Waqas"],"dc:date.accessioned":["2025-11-14T13:35:09Z"],"dc:date.issued":["2025"],"dc:description.abstract":["Cette recherche doctorale a développé et validé des stratégies de diffusion solide-liquide (SLID) permettant un brasage fiable à basse et ultra-basse température pour l’encapsulation microélectronique avancée. 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A low-temperature SLID process combining SAC305 spheres with Sn-58Bi paste was optimized for paste volume, temperature, and time, producing fully homogenized Sn-30Bi interconnections at ≈ 180 °C. Reliability evaluation under High-Temperature Storage (HTS), High-Temperature Storage with Bias (HTSB), and Accelerated Thermal Cycling (ATC) showed that hypoeutectic Sn-Bi joints suppressed Bi coarsening, limited IMC growth and voiding, and achieved higher mechanical robustness than eutectic Sn-58Bi. The approach was then extended to the ultra-low-temperature regime using Sn-In-Bi (Field’s metal) solder. Optimization enabled full In diffusion and near-uniform Bi distribution at ≈ 140 °C. Nickel-based surface finishes (ENIG) effectively prevented Cu dissolution and preserved interfacial stability during aging at 85 °C. 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