高密封裝用釬焊球制備技術(shù)及工藝研究.pdf

1、電子產(chǎn)品一直向便攜式、小型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化方向發(fā)展，對高密封裝技術(shù)的要求越來越高。BGA(Ball Grid Array，球柵陣列)封裝是目前最成熟應(yīng)用的高密封裝技術(shù)之一，其特點在于用釬焊球替代外引框?qū)Ь€。釬焊球是BGA及μBGA等高密封裝技術(shù)中凸點制作的關(guān)鍵材料。它既實現(xiàn)了芯片與基板之間的機(jī)械連接又充當(dāng)了信號傳輸通道。
　　 通過對切絲重熔法釬焊球制備原理與過程研究，研制開發(fā)一套制球裝置，主要由自動切絲機(jī)構(gòu)、預(yù)熱系統(tǒng)、重熔

2、球化系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和收集系統(tǒng)等部分組成。通過分析各部分功能和作用，調(diào)節(jié)切絲機(jī)構(gòu)，可制備各種規(guī)格的釬焊球。
　　 應(yīng)用開發(fā)的設(shè)備制作釬焊球，研究了球化劑種類、預(yù)熱溫度和球化溫度對釬焊球真球度和表面質(zhì)量的影響。研究表明：花生油作為球化劑時，釬焊球真球度和外觀質(zhì)量最好，硅油次之，重油第三，機(jī)油最差；隨著預(yù)熱溫度升高，釬焊球真球度和表觀質(zhì)量越來越好。當(dāng)預(yù)熱溫度在500℃～600℃時，釬焊球質(zhì)量提高較少；當(dāng)球化溫度為300℃時，

3、釬焊球質(zhì)量最好。因此，對63Sn37Pb釬料合金，采用切絲重熔法最佳制球工藝為：采用花生油為球化劑，最佳預(yù)熱溫度為500℃，最佳球化溫度為300℃。
　　 根據(jù)激振噴射式理論，設(shè)計了激振噴射式釬焊球制備裝置，成功開發(fā)出一臺樣機(jī)，主要由熔化系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、激振系統(tǒng)和冷卻回收系統(tǒng)組成。其中激振系統(tǒng)是設(shè)備的關(guān)鍵組成，由變頻電源、陣動偏心輪和激振連桿組成。變頻電源能調(diào)節(jié)電流和頻率，振動偏心輪實現(xiàn)了對振幅的調(diào)節(jié)。
　　 在實驗

4、條件為采用63Sn37Pb共晶釬料為原料、花生油作為球化劑、噴嘴直徑為0.2mm、球化溫度為300℃條件下，通過改變激振頻率、噴射壓強(qiáng)與釬料熔融溫度，研究不同參數(shù)對釬焊球顆粒大小的影響。結(jié)果表明：球化溫度為300℃，釬料熔融溫度190℃～230℃和噴射壓強(qiáng)0.3MPa～0.7MPa之間保持任意值不變，當(dāng)激振頻率從400Hz升高到1200Hz時，焊球直徑越來越小。同樣，一定釬料熔融溫度和激振頻率下，當(dāng)噴射壓強(qiáng)從0.3MPa升高到0.7MP