Sn-Cu亞共晶釬料用釬劑的優(yōu)化及釬焊接頭界面IMC的研究.pdf

1、在電子產(chǎn)品無鉛封裝的推廣應(yīng)用過程中，由于無鉛釬料的熔化溫度比含鉛釬料高，且在熔化以后其液態(tài)釬料對母材的潤濕能力低，所形成的焊點(diǎn)可靠性差等缺點(diǎn)，使得適用于含鉛釬料的釬劑難以用來與無鉛釬料匹配適用。另外，在電子封裝微互連焊點(diǎn)的釬焊界面，由于無鉛釬料中金屬錫的含量很高，使得金屬間化合物（IMC）的形成、生長和演變加快，對焊點(diǎn)服役的可靠性會產(chǎn)生非常不利的影響。同時(shí)，由于目前電子封裝微互連焊點(diǎn)的幾何尺寸越來越小，使得本征脆硬相IMC在微焊點(diǎn)中所占

2、的比例越來越大，以致IMC對微焊點(diǎn)乃至電子產(chǎn)品可靠性的影響起著非常關(guān)鍵的作用。因此，研究一種與無鉛釬料匹配使用的釬劑，并考察釬焊界面金屬間化合物IMC的形成、生長和演變是一項(xiàng)重要的課題。
　　 我們近期研究了一種與亞共晶Sn-0.65Cu 釬料匹配使用的釬劑，其助焊性能良好，但其焊后殘留物較多，腐蝕性較大。為了解決這些問題，本文進(jìn)行了亞共晶Sn-0.65Cu釬料用釬劑的優(yōu)化研究，同時(shí)考察了釬焊時(shí)間、釬焊溫度、熱時(shí)效時(shí)間以及采用不

3、同釬劑對界面IMC 厚度的影響，并就相關(guān)問題進(jìn)行了深入分析與探討。
　　 本研究得到的主要結(jié)論如下：
　　 （1）為了降低焊后殘留在基板上的殘留物和腐蝕性，減少了釬劑中氫化松香以及活性劑的含量，并通過選取及添加適量的表面活性劑來增強(qiáng)潤濕性能，增大水萃取液電阻率。
　　 （2）以焊后殘留物、擴(kuò)展率、水萃取液電阻率以及腐蝕性為指標(biāo)，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，通過深入分析研究得到了較好的釬劑配方：氫化松香10％，戊二酸5％，月硅

4、酸0.7％，丁二酸0.7％，壬基酚聚氧乙烯醚0.5％或二溴丁烯二醇2％，余量為異丙醇。
　　 （3）該釬劑與亞共晶Sn-0.65Cu 釬料匹配使用時(shí)，釬焊溫度、釬焊時(shí)間和熱時(shí)效時(shí)間以及釬劑的活性對界面IMC的生長均有重要影響，其影響規(guī)律如下：
　　 提高釬焊溫度會加速IMC的生長，使得界面IMC 長大變厚；隨釬焊時(shí)間的延長，界面IMC的厚度增加，其IMC的厚度與釬焊時(shí)間的0.4次冪成正比關(guān)系；界面IMC的厚度隨著熱時(shí)效時(shí)