用于電子封裝激光釬焊的焊膏研究.pdf

1、電子封裝領域中，隨著元器件集成度不斷提高，微電子焊接技術已成為制約電子封裝領域進一步發(fā)展的關鍵因素之一，因為一個焊點不良就會導致整個產品失效。近年來激光釬焊呈現(xiàn)出很強的技術優(yōu)勢，成為微電子封裝研究領域關注的熱點。本文以Sn58Bi焊膏為焊接材料，研究了激光釬焊過程中溶劑、成膜劑和活性劑對焊料飛濺產生的影響，并對激光釬焊焊點的顯微組織及力學性能方面進行了分析和測試。
　　研究顯示，焊膏中若采用不同的溶劑，則在激光釬焊過程中產生不同程

2、度的焊料飛濺。焊料的飛濺與溶劑氣化有關。溶劑氣化溫度越高，焊膏產生的焊料飛濺量也就越少。此外，溶劑在焊接升溫的低溫階段和高溫階段的氣化特性對于焊料飛濺的影響是不同的。溶劑在焊接升溫的低溫階段發(fā)生氣化的量越少，焊膏產生焊料飛濺的量就越少。在焊接升溫的高溫階段，溶劑發(fā)生氣化的量對于焊料飛濺沒有明顯的影響。
　　焊膏的粘度主要取決于成膜劑，而焊料在激光釬焊過程中的飛濺與焊膏粘度之間存在著密切的關系。焊膏粘度越高，焊料飛濺越少。飛濺產生的

3、形式也與焊膏粘度有關，其中錫珠是更大尺寸的飛濺，若焊膏粘度在60Pa.s以上，錫珠產生的幾率非常小;而焊膏粘度在60Pa.s以下，錫珠產生的幾率則大大增加。
　　與回流焊工藝相比，激光釬焊過程要求更高的助焊劑活性。這是因為激光釬焊的溫度高而時間短，助焊劑的活性會因為活化不足以及活性劑的損失而降低。如果助焊劑活性達不到激光釬焊要求的水平，釬焊的過程中會產生大量的錫珠飛濺。在一定的范圍內，增強助焊劑的活性可以有效地減少焊料的飛濺。然而

4、過多地增加助焊劑，無助于飛濺的減少。
　　采用Sn58Bi作為釬焊合金的激光釬焊點組織是典型的Sn+Bi共晶組織。由于冷卻速度高，共晶組織很致密，富Sn相和富Bi相的晶粒細小，沒有出現(xiàn)二次析出。焊接時間對焊點焊料合金基體組織形貌沒有明顯的影響。
　　若激光輸出功率設置為1w，焊接時間必須大于300ms，才能保證被焊件（片式電阻）與基板牢固結合。實驗結果顯示，若焊接時間為300ms，接頭的剪切強度可達到68.1N，遠超出了行業(yè)