Hypoeutectic low/ultra low temperature BGA Interconnection by SLID

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.

Name thesis:degree_name

Ph. D.

Level thesis:degree_level

Doctorat

Discipline thesis:degree_discipline

Génie électrique

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2025

Author dc:creator

• Ali, Hafiz Waqas

Advisors dc:contributor.advisor

• Danovitch, David
• Drouin, Dominique

• Low-temperature interconnection
• Ultra-low temperature interconnection
• SnBiIn
• SLID
• Intermetallic compounds
• Bi segregation
• Microstructural evolution
• Reliability
• Interconnexion basse température
• Interconnexion ultra-basse température
• Composés intermétalliques
• Ségrégation de Bi
• Évolution microstructurale
• Fiabilité
• ENIG

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

en

DOI

https://doi.org/10.71892/11143/1193

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/23569