ÓN-EZÜST ALAPÚ ÓLOMMENTES FORRASZ INTERMETALLIKUS VEGYÜLETEINEK ÚJ VIZSGÁLATI MÓDSZEREI

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikai Technológia Tanszék ÓN-EZÜST ALAPÚ ÓLOMMENTES FORRASZ INTERMETALLIKUS VEGYÜLETEINEK ÚJ VIZSGÁLATI MÓDSZEREI PhD tézisfüzet Hurtony Tamás Témavezető: Dr. Gordon Péter B UDAPEST

2 A kutatás előzménye Az elektronikai technológiában az áramköri alkatrészeket úgynevezett lágy forrasztási technológiával rögzítik a szerelőlemezen kialakított vezetékezéshez. A forrasztott kötések túlnyomó többségét újraömlesztéses technikával készítik. Ennek során a megömlött forraszban található ón a forrasztási felületet nedvesítve reakcióba lép az ott található alapfémmel, melynek hatására Cu-Sn intermetallikus vegyületek (IMC) képződnek. A forrasztott kötések mechanikai tulajdonságainak jelentős meghatározója a forrasz mikroszerkezete, ezen belül is főként a forrasz-alapfém határfelületen kialakuló intermetallikus réteg (Intermetallic Layer IML) szerkezete és vastagsága [1]. Ez a réteg meglehetősen gyorsan nő a forrasztás ideje alatt, és növekedése a forraszanyag újbóli megszilárdulása után is tovább folytatódik [2]. Forrasz IMC Réz Szerelőlemez Réz IML 1. ábra Lézeres újraömlesztéssel készült minta keresztmetszeti csiszolati képe. A forrasz alapfém htárán kialakult intermetallikus határréteg és a rétegről leválló, tömbi anyagba oldódott intermetallikus vegyültek láthatóak. Napjainkra az elektronikai ipar jelentős hányadában ólommentes forraszanyagokat használ az készülékek gyártásában. A korábban használt eutektikus Sn-Pb ötvözetek kiváltása azonban koránt sem volt zökkenőmentes. Az ólommentes technológiák bevezetésével a megnövekedett forrasztási hőmérséklet és az új, három vagy annál több komponensű forraszanyagok használata új jelenségek kialakulásához vezetett [3]-[4].A forrasztás során az intermetallikus határfelületről leváló IMC frakciók a forrasz tömbi anyagába kerülve megváltoztathatják a forrasz mikroszerkezetét. Éppen ezért a határrétegről leváló IMC-k beúszás mechanizmusának ismerete fontos kérdés a megbízhatóság szempontjából [5]. Az ólommentes újraömlesztéses forrasztási technológiák, és a kialakult forrasztott kötések megbízhatóságát tárgyaló szakirodalom áttekintésével megállapítottam, hogy jelen pillanatban nem áll rendelkezésre egységes vizsgálati módszer, melynek segítségével az ólommentes technológia bevezetésével előtérbe kerülő, az eddigiektől eltérő mechanizmusok eredményeképpen létrejövő finom mikroszerkezet és a szerkezet mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatása vizsgálható lenne. A kutatási terület egyes megoldandó problémái Célkitűzés A mikroszerkezet kialakulásának kinematikáját tárgyaló elméleti modellek kísérleti ellenőrzésére a tömeggyártásban elterjedt kényszer-konvekciós kemencés újraömlesztéses forrasztási technológiával létrehozott próbadarabok nem alkalmasak. Ugyanis az egyes forrasztási 2

3 felületekkel melyek mérete tipikusan három nagyságrenddel kisebb a kemence méreteinél közölt energiát nem lehet kellő pontossággal és reprodukálhatósággal állítani. Ezért a korábban felállított, valamint a továbbiakban kidolgozásra kerülő modellek még precízebb ellenőrzéséhez elengedhetetlen egy olyan szelektív hőközlési technológia alapjainak kidolgozása, mellyel a forrasztási paraméterek jól kézben tarthatók, így ennek segítségével a kísérletek során a kívánt peremfeltételek reprodukálhatóan beállíthatóak. A munkám során egy ilyen szelektív forrasztási technológia alapjait dolgoztam ki kísérleti és elméleti modellekkel. Célom az egyik legreprodukálhatóbb eljárás, a lézeres újraömlesztési folyamat során kialakult extrém hőmérsékleti viszonyok és az ezek hatására a forrasz belsejében kialakult anyagáramok szimulálása. A szimulációval kiegészített technológia kidolgozásának elsődleges célja az volt, hogy a további mikroszerkezeti kutatásokhoz reprodukálható módon tudjak mintát generálni. A forrasztott kötések metallográfiai vizsgálatának legáltalánosabb módszere a keresztmetszeti csiszolatkészítéssel kombinált optikai és/vagy elektronmikroszkópos vizsgálatok. A keresztmetszeti csiszolatokon a forrasztott kötés egy szeletének geometriáján túl a forrasz belsejében található rétegszerkezetre, illetve különböző anyagok eloszlására vonatkozó információk nyerhetők. A forrasztott kötés létrejöttének általános mutatója a forrasz és az alapfém határán kialakuló intermetallikus határréteg megléte és annak minősége. IML nélkül nem beszélhetünk kötésről két fém között. Tekintettel arra, hogy a fémközi vegyületek mechanikai tulajdonságaikban jelentősen eltérnek az alkotó anyagok tulajdonságaitól, a túlságosan vastag IML megbízhatósági kérdéseket vet fel [6]. Éppen ezért a legáltalánosabban elterjedt vizsgálati módszerek többsége az intermetallikus határréteg átlagvastagságának meghatározására irányul. A szakirodalom alapján azonban ismeretes, hogy szerkezetileg más IML alakul ki szilárd fázisú öregítés (lapos, tömör egybefüggő), valamint nedvesítési reakció során (csipkézett, félgömbökkel közelíthető szemcseszerkezet) [6]. Éppen ezért nem elegendő csupán az átlagvastagság meghatározása, mert a mechanikai tulajdonságokra a határréteg strukturális szerkezete legalább akkora hatást gyakorol, mint az átlagos vastagsága [7]. A kutatási területtel kapcsolatban olyan költséghatékony eljárás kidolgozását tűztem ki célul, mely az átlagvastagság automatikus mérésén túl alkalmas az intermetallikus határréteg alaki sajátosságainak jellemzésére. A keresztmetszeti csiszolatkészítési eljárásoknak az a hátránya, hogy segítségükkel csak korlátozott betekintést nyerhetünk a forrasz mikroszerkezetébe. Ugyanis a keresztmetszeti csiszolatról az információ a forrasz csak egy pár mikrométer vastagságú szeletére vonatkozik és nem szolgáltat információt a csiszolaton fellelhető struktúrák térbeli elrendeződéséről. A forrasz térfogatában jelenlévő struktúrák háromdimenziós vizsgálata csak több csiszolati síkon felvett képek rekonstrukciójával lehetséges, ami rendkívül időigényes és költséges eljárás lenne. Éppen ezért olyan minta-előkészítési eljárás kidolgozása a cél, melynek segítségével részletgazdagabban vizsgálhatjuk a forrasztott kötés mikroszerkezetének térbeli struktúráját. A feltárt mikroszerkezet vizsgálatával nyerhető új információk értelmezése és számszerű jellemzési módszerének kidolgozása a forrasztott kötések összehasonlíthatóságának az alapja, ezért további célkitűzésem egy a feltárt mikroszerkezetet jellemző eljárás megalkotása. 3

4 Új tudományos eredmények I. Tézis: A SAC305 forraszanyag lézeres újraömlesztési folyamatát leíró fizikai modellt dolgoztam ki. A modellen alapuló végeselem szimuláció segítségével meghatároztam a forrasz belsejében kialakuló hőmérséklet eloszlás időbeli változását a lézeres újraömlesztés hatására. A modell újdonsága többek között, hogy figyelembe veszi a nagy hőmérséklet gradiensek által keltett anyagáramokat a forrasz belsejében. A szimulációs modellben 355 nm hullámhosszúságú, impulzusüzemű Nd:YAG lézerrel csatoltam be az energiát a hengerszimmetrikus elrendezésű teszt panelre nyomtatott ólommentes forraszanyagba. A modell figyelembe veszi a valós lézer-intenzitás eloszlást, valamint az energiabecsatolás hőmérsékletfüggő paraméterét. A hőmérséklet eloszlás időbeli függvényének meghatározását a hővezetés differenciálegyenleteinek adott peremfeltétel mellett számított megoldásából, továbbá a nagy hőmérsékletkülönbségek által indukált konvekciós anyagáramokat leíró differenciál egyenletek megoldásából származtatja. Meghatároztam a forrasz belsejében adott hőprofil hatására kialakuló anyagáramsebesség vektormezőt, melyekből következtettem a nyúlványosodott IML-t érő erőhatásokra. Kísérleti úton meghatároztam a szimulációs modellben használt egyetlen illesztő paramétert. Elvégeztem a modell eredményeinek verifikációját szintén hengerszimmetrikus kísérleti elrendezésben. A verifikációs mérések alapján a szimulációs modell legfeljebb 5 C-os pontossággal írja le a forrasz belsejében a hőmérséklet eloszlást. Kétdimenziós geometrián hengerszimmetrikus peremfeltételek megadásával a szükséges számítási kapacitást közel három nagyságrenddel csökkentettem. A tézisponthoz kapcsolódó publikációk: [L1],[R2],[R3],[R4] 4

5 II. Tézis: Anyagtudományi módszerek felhasználásával eljárást dolgoztam ki ónezüst alapú forraszanyag és a réz alapfém határán kialakuló intermetallikus határréteg automatikus és objektív jellemzésére. Az általam megvalósított algoritmus a forrasztott kötések keresztmetszeti csiszolatáról készült optikai mikroszkópos képeken meghatározza minden pontban az intermetallikus réteg vastagságát és ebből hisztogramot készít. Az így nyert vastagság sűrűségfüggvény az eddig általában használatos átlagérték helyett az intermetallikus határréteget összetettebben leíró és érdemi összehasonlítást lehetővé tevő információt szolgáltat. Az elektronikai technológiában leggyakrabb használt anyagi rendszerek (Sn-Ag-Cu forraszanyag, FR4-es hordozó és réz forrasztási felület) alkalmazása esetén meghatároztam a legnagyobb kontrasztkülönbség eléréshez szükséges, alkalmazás specifikus minta-előkészítési paramétereket. A speciális minta-előkészítéssel kialakított árkokat atomerő mikroszkóppal vizsgálva megállapítottam, hogy a forraszanyag és az intermetallikus réteg (IML) határán, valamint az intermetallikus réteg és alapfém határán húzódó árkok mélységkülönbsége a minta előkészítésre jellemző karakterisztikus érték. Automatikus IML jellemző algoritmust fejlesztettem, melynek lényege, hogy az optikai mikroszkópos képen az IML-forrasz határfelület azonosítása után, felhasználva a konstans mélységkülönbséget mozgóátlagos közelítésen alapuló algoritmussal meghatároztam minden pontban az IML-alapfém határát. Az átlagvastagság ismeretében amplitúdó sűrűségfüggvénnyel jellemzem az IML-t. A tézisponthoz kapcsolódó publikációk: [L1],[R4] 5

6 III. Tézis: Elektrokémiai maratáson alapuló, az ónra nagyfokú szelektivitást mutató minta előkészítési eljárást dolgoztam ki, melynek segítségével feltárható bármely ón-ezüst tartalmú forraszötvözet mikroszerkezete. A módszer lényege, hogy az ón-ezüst-réz anyagi rendszerek redukciós potenciálsorában fellelhető lépcsőszerű ugrások kihasználásával, amperometrikus mérési elrendezésben, elektrokémiai cellában Hg/Hg 2Cl 2 referencia elektródhoz képest -350 mv előfeszítést alkalmazva 1%-os kénsav elektrolitban szelektíven megmarom a forrasztott kötést. A kontrolált elektrokémiai reakció eredményeként a csiszolati sík adott mélységéből szelektíven eltávolítom az ón fázisokat, sértetlenül hagyva az intermetallikus finomszerkezetet. Kísérleti úton meghatároztam, hogy ón-ezüst-réz anyagi rendszerben 1%-os H 2SO 4 elektrolit alkalmazásával, a -350 mv-os, Hg/Hg 2Cl 2 referencia elektródhoz képesti előfeszítés mellett optimális a szelektív maratási technológia. Megterveztem két különböző geometriájú, szelektív maratásra alkalmas elektrokémiai cellát és ezek geometriai paramétereit elektrosztatikus szimulációk segítségével optimalizáltam. Kísérleti módszerekkel megmutattam, hogy az ón-ezüst-réz forraszötvözet átlagos marási mélység és a maratási idő függvénye a másodperces intervallumban, 30 µm mélységig, lineárisan közelíthető. A tézisponthoz kapcsolódó publikációk: [L2],[L3],[M1],[R5],[R6],[R7] 6

7 IV. Tézis: Eljárást dolgoztam ki ón-ezüst alapú forrasz ötvözetek újraömlesztési forrasztás során kialakult finomszerkezetét alkotó intermetallikus hálózatok számszerű jellemzésére. A módszer azon alapul, hogy felveszem egy forrasztott kötés keresztmetszeti csiszolatának elektrokémiai impedancia spektrumát 0,5 M-os NaCl oldatban. Majd ugyanabban az elektrokémiai cellában, 1%-os H 2SO 4 oldatban, szelektív elektrokémiai maratási technológiával adott mélységben előhívom a forrasz mikroszerkezetét. A feltárt mikroszerkezet által meghatározott felület impedancia spektrumát hasonlítom össze a maratás előttivel. Az összehasonlítás során meghatározom a spektrumokra illeszkedő görbék ekvivalens hálózati elemeinek értékét, majd a marás előtti és utáni domináns, konstans fázisú tagok hányadosával jellemzem a forrasz mikroszerkezetét. A módszerrel meghatároztam eltérő hűlési meredekséggel szilárdított ón-ezüst alapú ólommentes forraszminták intermetallikus finomszerkezetének térfogategységre eső teljes felületével arányos paraméterét. A hűlési sebesség függvényében ez a paraméter monoton viselkedést mutatott. Az általam kidolgozott eljárás igazolására egy fizikai elvében független módon, kisszögű neutronszórással megvizsgáltam a forraszmintákat. A térfogategységre jutó szóró felületek nagyságával arányos szórási intenzitás alapján megállapítottam, hogy a hűlési meredekség függvényében a szórási kontrasztot adó intermetallikus vegyületek összes felülete szintén hasonló viselkedést mutat a hűlési meredekség függvényében. A tézisponthoz kapcsolódó publikációk: [L2],[L3],[L4],[M1],[M2],[R6] 7

8 Eredmények hasznosulása A kutatási témám két terület köré csoportosíthatók és ennek megfelelően az eredményeim is kétféleképpen hasznosultak. A lézeres újraömlesztés folyamatát leíró modell kidolgozásakor szerzett tapasztalatokat több ipari megkeresés kapcsán is kamatoztattam. A komáromi Nokia gyár felkérésére, szelektív forrasztási technológia megvalósíthatósági tanulmányában a modell alapjaira támaszkodva határoztam meg a lézeres hőkezelés optimális paramétereit. Továbbá a verifikált szimulációs modellel kiegészített lézeres újraömlesztési technológiát több a BME-ETT tanszéken folyó, a forrasztott kötések létrehozása során lejátszódó jelenségek megértésére irányuló kísérlet referencia technológiájaként használtuk. A második tématerület köré csoportosítható eredmények a forrasztott kötések intermetallikus vegyületeinek vizsgálatára kidolgozott eljárásaimra épülnek. A különböző szakmai fórumokon bemutatott eljárások iránt mindig nagy érdeklődés mutatkozik, mind akadémiai, mind ipari oldalról. A Drezdai Műszaki Egyetemen, Institute of Electronic Packaging Technology intézetébe egy konferencia szereplést követően meghívást nyertünk, ahol egy rövid szakmai fórum keretén belül bemutattuk a szelektív elektrokémiai maratási technológia alapjait. Azóta több szakmai projektben is együttműködtünk a drezdai kollégákkal. A szelektív elektrokémiai maratás az évek során beépült a tanszék Hibaanalitika labor analitikai eszköztárába. A módszert heti rendszerességgel használjuk az ólommentes forrasztott kötések mikroszerkezetének feltárására. A szelektív maratással feltárt mikroszerkezetekről készült elektronmikroszkópos ábrák több, a tanszék által oktatott tantárgy anyagába beépültek (Hibaanalitika, Megbízhatósági hibaanalitika, Minőségbiztosítási és minőségvizsgálati labor). A Robert Bosch Elektronika Hatvan Kft. kutató ösztöndíjasaként a Hatvani gyáregységben gyártott ólommentes forrasztási technológiával készült kötéseket alkotó anyagi rendszerekre optimalizáltam a szelektív elektrokémiai eljárásomat. Az ipari igények figyelembevételével alkottam meg az inverz cellageometriát. A kutatás eredményeként saját potenciosztát céláramkört fejlesztettünk, amelyet ipari körülmények között is lehet a minták előkészítésére használni. Az impedancia spektroszkópiás mérésen alapuló minősítő eljárás iránt nagy az ipari érdeklődés. Jelen pillanatban is etalon minták adatbázisának összeállításán dolgozunk az ipari partnerekkel együttműködve (Infineon, Robert Bosch Elektronika Hatvan Kft). Molnár László Milán disszertációjának egyik tézisét a lézeres forrasztással kialakított és szelektív elektrokémiai maratással vizsgálhatóvá tett intermetallikus határréteg AFM-es vizsgálatára alapozta. A forrasztott kötések újszerű vizsgálati módszereit több Európai Űrügynökséggel (ESA) közösen végzett projekt (REXUS, BEXUS, ESEO) áramköreinek vizsgálatára és minősítésére is felhasználtam. 8

9 A fent felsorolt konkrét hasznosulásokon kívül az általam bevezetett újszerű eljárások tudományos jelentősége többek között abban rejlik, hogy a szelektív elektrokémiai maratással, kontrollált módon feltárt intermetallikus finomszerkezet korábban nem látható részletességgel vizsgálható vált. Így a szakirodalomban fellelhető valamennyi ólommentes forraszanyaggal létrehozott kötés mikroszerkezetének vizsgálatára irányuló kísérlet ezzel a technológiával kiegészítve történő megismétlésével, nagyságrendekkel több információhoz juthatnánk a korábbiakhoz képest. Nem maratott forrasztott kötés (nagyítás: ~6000x ) Ag3Sn IMC Maratott forrasztott kötés (nagyítás: ~3000x ) Cu6Sn5 IMC Cu6Sn5 IMC IML Ag3Sn IMC IML 2. ábra Forrasztott kötések keresztmetszeti csiszolatának elem analízis térképe. Balra egy nem maratott csiszolat képe, jobbra szelektíven maratott minta képe látszik. A feltárt mikroszerkezetek kvalitatív összehasonlíthatóságán túl a számszerűsítésére kidolgozott impedancia spektroszkópiás eljárással jellemzett forrasztott kötés összerendelése a forrasztási technológiák paramétereivel, illetve a megbízhatósági tulajdonságokkal, értékes információval bírna a szakma számára. Egy ilyen adatbázis birtokában a különböző forrasztott kötések egymással összehasonlíthatóvá válnának, így ez a módszer lehetne a minősítő eljárásuk alapja. 9

10 Publikációk listája Tézispontokhoz kapcsolódó publikációk Lektorált, idegen nyelvű, külföldön megjelent folyóiratcikk [L1] [L2] [L3] T. Hurtony, P. Gordon, B. Balogh, Formation and Distribution of Sn-Cu IMC in Lead-Free Soldering Process Induced by Laser Heating. MICRO AND NANOSYSTEMS 2: (3), (2012) o T. Hurtony, A. Bonyár, P. Gordon, G. Harsányi, Investigation of intermetallic compounds (IMCs) in electrochemically stripped solder joints with SEM, MICROELECTRONICS AND RELIABILITY 52, (2012), o T. Hurtony, A. Bonyár, P. Gordon, Microstructure comparison of soldered joints using electrochemical selective etching, MATERIALS SCIENCE FORUM, 729, (2013), o [L4] T. Hurtony, A. Bonyár, P. Gordon, Characterization of the microstructure of lead free solder alloy by electrochemical impedance spectroscopy, MATERIALS SCIENCE FORUM, megjelenés alatt. (2014) Lektorált, magyar nyelvű folyóiratcikk [M1] [M2] Hurtony T., Bonyár A., Gordon P. Ólommentes forrasz intermetallikus vegyületeinek karakterizálása I. ELEKTRONET XXI: (6), (2012), o Hurtony T., Bonyár A., Gordon P. Ólommentes forrasz intermetallikus vegyületeinek karakterizálása II. ELEKTRONET XXI: (7), (2012), o Idegen nyelvű, nemzetközi konferencia-kiadványban megjelent cikk [R1] [R2] [R3] [R4] T. Hurtony, Simulation and modeling of laser ablation, 31st International Spring Seminar on Electronics Technology, ISSE Budapest, Magyarország (IEEE), o T. Hurtony, P. Gordon, B. Balogh, Optimization of flip-chip laser soldering for low temperature stability substrate, Microelectronics and Packaging Conference, EMPC, Rimini, Olaszország, (IEEE), o. 1-6 T. Hurtony, B. Balogh, D. Pintér, Gy. Lénárt, Metallographic analysis of laser soldered chip resistors, International Spring Seminar on Electronics Technology, ISSE Varsó, Lengyelország, (IEEE), o T. Hurtony, E. Harkai, P. Gordon, Effect of solder pad symmetry on evolution of Sn-Cu intermetallic compounds. XLVI International Scientific Conference on Information, Communication and Energy Systems and Technologies: ICEST Nis, Szerbia (IEEE), o

11 [R5] [R6] [R7] T. Hurtony, B. Sinkovics, P. Gordon, Characterization of microstructure of lead free solder by different image processing algorithms, 17th International Symposium for Design and Technology of Electronics Packages, SIITME Timisoara (Temesvár), Románia, (IEEE), o A.Bonyár. T. Hurtony, P. Gordon, Selective electrochemical etching for the investigation of solder joint microstructures, 35th International Spring Seminar on Electronics Technology, Salzburg, Ausztria, (IEEE), o T. Hurtony, A. Bonyár, M. Luniak, M. Müller, Determination of the Sn/IMC ratio in solder joints combining electrochemistry and confocal microscopy, 18th International Symposium for Design and Technology of Electronics Packages, 2012, Alba Iulia, Románia, (IEEE), o Tézispontokhoz nem kapcsolódó publikációk Lektorált, idegen nyelvű, külföldön megjelent folyóiratcikk [L5] E. Harkai, T. Hurtony, P. Gordon, Effects of cooling rate on the acoustic properties of Pb-5Sn solder, MATERIALS SCIENCE FORUM, (2013) Idegen nyelvű, nemzetközi konferencia-kiadványban megjelent cikk [R8] [R9] E. Harkai, T. Hurtony, P. Gordon, Inspection of Topography of Cracks Using Scanning Acoustic Microscopy, XLVI International Scientific Conference On Information, Communication And Energy Systems And Technologies: ICEST 02011, Nis, Szerbia, (IEEE), o A. Bonyár, T. Hurtony, Sz. Dávid, Investigation of the oxidation process at the copper-solder interface with atomic force microscopy, 18th International Symposium for Design and Technology of Electronics Packages, 2012, Alba Iulia, Románia, (IEEE), o [R10] B. Zábori, I. Apáthy, A. Csőke, S. Deme, A. Hirn, T. Hurtony, J. Pálfalvi, T. Pázmándi, COCORAD and TECHDOSE cosmic radiation experiments on board BEXUS stratospheric research balloons, 21st ESA Symposium on European Rocket and Balloon Programmes and Related Research, 2013, Thun, Switzerland, o [R11] B. Zábori, A. Hirn, I. Apathy, A. Csoke, T. Pázmándi, S. Deme, T. Hurtony, Á. Gyovai, Development of the TRITEL satellite version silicon detector telescope for the ESEO mission, uploaded paper for the 65th International Astronautical Congress, paper ID: 26160, megjelenés alatt. 11

12 Idegen nyelvű, konferencia-kiadványban megjelent előadás vagy poszter [R12] B. Zábori, A. Hirn, T. Pazmandi, O. Ludmany, M Korsos, T. Hurtony, J. Pálfalvi, S. Deme, Hungarian Stratospheric Cosmic Radiation Measurements to study the Effects of the Space Weather, 9th European Space Weather Week, 2012, Brussels, Belgium [K1] L. M. Molnár, Sz. Dávid, T. Hurtony (szerk.), Atomic Force Microscopy Investigations of Intermetallic Layers on Electronic Surface Finishings. Euronanoforum 2011, Budapest, 12

13 Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretném köszönetemet kifejezni mindazoknak, akik valamilyen módon támogatták a kutatómunkámat és a dolgozat megírását. Elsőként szeretnék köszönetet mondani barátomnak Dr. Gordon Péternek, aki doktorandusz témavezetőmként irányította és pártfogolta munkámat, valamint biztosította a kutatásaimhoz szükséges hátteret. Köszönöm Dr. Harsányi Gábor egyetemi tanár, tanszékvezető folyamatos ösztönzését, szakmai és emberi támogatását a kutatómunkám végzésében és a dolgozat megírásában. Köszönöm Dr. Jakab László egyetemi docensnek, hogy a doktorandusz éveim elején témavezetőmként egyengette szakmai karrieremet. Köszönet illeti meg a hibaanalitika laborban dolgozó vagy valaha ott dolgozott barátaimat, név szerint Kovács Róbertet, Rigler Dánielt, Balogh Bálintot, Harkai Endrét, Gubó Istvánt és Winkler Barnabást, amiért bármiben számíthattam rájuk, és hogy minden erejükkel azon fáradoztak, hogy a dolgozat megírása alatt tehermentesítsenek. Köszönöm Dr. Bonyár Attilának az elektrokémiai és AFM-es mérésekben nyújtott baráti segítségét, a sok hasznos, szakmai konzultációt és a hatékony együttműködést. Szeretnék köszönetet mondani minden kutatótársamnak és társszerzőmnek, akik hozzájárultam munkám előrehaladásához. Kiemelt köszönettel tartozom Dr. Molnár László Milánnak, Zábori Balázsnak és Dávid Szabolcsnak. Köszönet illeti meg Dr Kugler Sándort, Dr. Almásy Lászlót, Dr. Rosta Lászlót és Szakál Alexet a kisszögű neutronszórási kísérletekkel kapcsolatos munkájukért. Köszönet Szabó Andrásnak a Robert Bosch Elektronika Hatvan Kft. munkatársának és a Pro Progressio Alapítványnak a kutatásaimat támogató ösztöndíjakért. Köszönöm Antalfi Gergelynek a baráti támogatást, a sok hasznos szakmai és emberi tanácsot és hogy mindig átsegített a holtpontokon. Köszönet Varga-Umrich Károlynak és kis családjának az erkölcsi és szakmai támogatásért. Köszönöm feleségemnek, Áginak a sok éves kitartó támogatást és ösztönzést, valamint a dolgozat formavilágának kialakításában és nyelvi lektorálásában nyújtott szerető segítségét. Köszönöm továbbá családom minden tagjának a támogatást, és hogy nyugodt hátteret teremtettek, ami nélkül munkám nem valósulhatott volna meg. Külön köszönöm öcsémnek, Mátyásnak hogy jelentős segítséget nyújtott a kontrollkísérletek elvégzésében és az eredmények kiértékelésében. 13

14 Hivatkozott irodalom [1] Seo S-K, Cho MG, Choi WK, Lee HM, Comparison of Sn2.8Ag20In and Sn10Bi10In solders for intermediate-step soldering. J Electron Mater, 35 (2006), o [2] Mathew Schaefer, Werner Laub, Janet M. Sabee, and Raymond A. Fournelle: A Numerical Method for Predicting Intermetallic Layer Thickness Developed During the Formation of Solder Joints, Journal of Electronic Materials, Vol. 25, No. 6, 1996 [3] Kim DH, Cho MG, Seo S-K, Lee HM. Effects of Co Addition on Bulk Properties of Sn-3.5Ag Solder and Interfacial Reactions with Ni-P UBM, J. Electron. Mater. 38 (2009), o [4] ChoMG, Kang SK, Shih DY, Lee HM. Effects of minor additions of Zn on interfacial reactions of Sn Ag Cu and Sn Cu solders with various Cu substrates during thermal aging. J. Electron. Mater. 36 (2007), o [5] B.S.S. Chandra Rao, J. Weng, L. Shen, T.K. Lee, K.Y. Zeng, Morphology and mechanical properties of intermetallic compounds in SnAgCu solder joints, Microelectronic Engineering 87 (2010), o [6] D.Q. Yu et al. Intermetallic compounds growth between Sn 3.5Ag lead-free solder and Cu substrate by dipping method Journal of Alloys and Compounds 392 (2005), o [7] J. Keller, D. Baither, U. Wilke, G. Schmitz, Mechanical properties of Pb-free SnAg solder joints, Acta Materialia, 59 (2011), o