用于電子封裝激光釬焊的焊膏研究.pdf_第1頁(yè)
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1、電子封裝領(lǐng)域中,隨著元器件集成度不斷提高,微電子焊接技術(shù)已成為制約電子封裝領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素之一,因?yàn)橐粋€(gè)焊點(diǎn)不良就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品失效。近年來(lái)激光釬焊呈現(xiàn)出很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),成為微電子封裝研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。本文以Sn58Bi焊膏為焊接材料,研究了激光釬焊過(guò)程中溶劑、成膜劑和活性劑對(duì)焊料飛濺產(chǎn)生的影響,并對(duì)激光釬焊焊點(diǎn)的顯微組織及力學(xué)性能方面進(jìn)行了分析和測(cè)試。
  研究顯示,焊膏中若采用不同的溶劑,則在激光釬焊過(guò)程中產(chǎn)生不同程

2、度的焊料飛濺。焊料的飛濺與溶劑氣化有關(guān)。溶劑氣化溫度越高,焊膏產(chǎn)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(duì)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(chǎn)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(duì)于焊料飛濺沒(méi)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(guò)程中的飛濺與焊膏粘度之間存在著密切的關(guān)系。焊膏粘度越高,焊料飛濺越少。飛濺產(chǎn)生的

3、形式也與焊膏粘度有關(guān),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(chǎn)生的幾率非常小;而焊膏粘度在60Pa.s以下,錫珠產(chǎn)生的幾率則大大增加。
  與回流焊工藝相比,激光釬焊過(guò)程要求更高的助焊劑活性。這是因?yàn)榧す忖F焊的溫度高而時(shí)間短,助焊劑的活性會(huì)因?yàn)榛罨蛔阋约盎钚詣┑膿p失而降低。如果助焊劑活性達(dá)不到激光釬焊要求的水平,釬焊的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的錫珠飛濺。在一定的范圍內(nèi),增強(qiáng)助焊劑的活性可以有效地減少焊料的飛濺。然而

4、過(guò)多地增加助焊劑,無(wú)助于飛濺的減少。
  采用Sn58Bi作為釬焊合金的激光釬焊點(diǎn)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(xì)小,沒(méi)有出現(xiàn)二次析出。焊接時(shí)間對(duì)焊點(diǎn)焊料合金基體組織形貌沒(méi)有明顯的影響。
  若激光輸出功率設(shè)置為1w,焊接時(shí)間必須大于300ms,才能保證被焊件(片式電阻)與基板牢固結(jié)合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,若焊接時(shí)間為300ms,接頭的剪切強(qiáng)度可達(dá)到68.1N,遠(yuǎn)超出了行業(yè)

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