电子封装与组装焊点钎料合金力学行为研究进展

随着面封装技术的持续发展,古老的软钎焊技术被赋予新使命,Sn基钎料焊点被广泛用于实现芯片与基板之间以及基板与印制电路板之间的电气互连。目前电子封装与组装焊点的失效成为了影响电子产品可靠性的关键问题。这就需要系统地表征焊点服役条件下Sn基钎料合金的力学行为,并刻画其本构关系。本文从本构模型、寿命预测模型及断裂机制三个角度回顾总结了焊点Sn基钎料合金的力学行为方面的研究结果。     

表面封装用无铅软钎料的接头强度及熔点范围的研究

研究了Bi的添加量,对电子表面封装(SMT)用Sn-Ag近共晶无铅软钎料钎焊接头抗拉强度和熔点及熔点范围的影响。随着Bi含量的增加,钎焊接头抗拉强度也随着增加,同时钎料的液固相线温度均降低。当Bi的含量达到5%时,抗拉强度增加快;Bi的添加量大于5%时,抗拉强度上升缓慢。在Bi的含量增加时,熔点温度范围也逐渐变宽,使得凝固时间变长,这对于表面组装中的电子元件与器件的焊接是非常不利的。故在Sn-Ag近共晶无铅软钎料中Bi的添加量,应加以适当的控制。     

电子封装与组装无铅化应用中的问题

钎料合金的无铅化给电子封装和组装带来了一系列应用上问题。本文阐述了其中较为主要的一些问题：无铅钎料合金高熔点对集成电路塑封耐受温度提出更高要求：焊接设备要求更高的耐受温度；锡的同素异构转变：可靠性问题；锡须生长；微细互连接头的塌陷问题等。     

BiAgSbCu系高温无铅钎料制备及焊接性能研究

研制开发熔点在260 ℃以上的高温无铅钎料来代替传统的高铅钎料运用于电子封装一直是钎焊领域的一大难题。熔点约为272 ℃的Bi-2.6 Ag-5 Sb钎料合金因润湿性和焊接可靠性不良在运用上受到限制。文中通过在Bi-2.6 Ag-5 Sb钎料合金中添加微量元素Cu来改善B-i2.6 Ag-5 Sb合金的润湿性及焊接可靠性。研究结果表明,Cu含量对BiAgSbCu系钎料合金熔点影响较小,当Cu含量为2 %时,润湿性及焊接可靠性最佳。     

锡基无铅钎料的性能研究与新进展

介绍了现阶段锡基无铅钎料的使用和生产情况,归纳了钎料合金的特点,综述了不同系列无铅钎料的熔化特性、焊后的剪切强度及可焊性等,总结了目前无铅钎料研究所取得的新成果、新进展以及存在的问题。从锡晶须,虚焊等方面指出了无铅钎料可靠性的不足,并提出部分解决方案,指出了无铅钎料的发展趋势和应用前景。     

提高SMT软钎焊接头可靠性钎料研究

文章中介绍了表面组装(SMT)中软钎焊接头可靠性问题及国内外研究动态。着重分析了正在研制中的SMT用高可靠性钎料的成分选择。试验分析了两种钎料的软钎焊性及接头的可靠性。     

Sn-Ag系电子无铅软钎料的超电势研究

随着微电子表面组装技术（SMT）的迅速发展和公众环境意识的增强，无铅软钎料成为近年来研究的焦点。主要研究了Sn-Ag系合金钎料的超电势电化学性能，并且与传统的Sn-Pb近共晶合金进行了对比。试验证明在酸、碱两种不同的溶液环境中，无铅软钎料在Sn-Pb合金的超电势有明显的差异。并指出含铋的钎料的超电势随着铋的含量的增加而降低，从而提出了在无铅软钎料研究中应当考虑因超电势变化而引起的问题。     

JIS Z 3198无铅钎料试验方法简介与评述

JIS Z 3198是关于无铅钎料及其接合部性能测试的工业标准,由日本焊接协会提出初始提案,经日本工业标准调查会审议,最终由日本经济产业省于2003年6月20日并发布.标准涵盖了无铅钎料熔化温度范围测试、机械特性测试、铺展性测试、润湿性测试、接头的拉伸与剪切强度测试、QFP引线软钎焊接头拉引测试、片式元件软钎焊接头的剪切测试7个方面.依据JIS Z 3198 1-7原文对该标准各部分进行介绍,拟推进我国电子封装与组装的无铅化进程.     

无铅钎料凸点超声倒装焊接可行性的研究

近年来,较高熔点的无铅钎料合金已经开始在微电子互连制造中广泛应用,传统的红外或热风等整体加热方法所造成芯片和印刷线路的热影响问题更加突出。采用不加热源的超声波倒装焊接方法,有助于解决上述热影响问题。本文以Sn3．5Ag无铅钎料凸点为对象,验证了室温下Sn3．5Ag无铅钎料凸点超声倒装焊接的可行性和可操作性,分析了多类互连焊点的宏观形态和显微组织,研究表明添加钎剂和改变焊接材料体系均可显著改善互连焊点成型。     

电子封装与组装焊点界面反应及微观组织研究进展

软钎焊焊点界面反应是连接金属的最古老的冶金工艺过程。随着倒装芯片(FC)、球栅阵列(BGA)和芯片级封装(CSP)等面封装技术的兴起,近年来Sn基钎料被广泛应用于微电子制造,包括芯片和基板之间的封装互连以及基板与印制电路板之间的组装互连。这就需要系统地研究Sn基钎料焊点界面反应及微观组织。从形态学、热力学和动力学的角度回顾总结了SnPb共晶钎料、高Pb钎料和无Pb钎料与Cu、Ni、Au/Ni/Cu、PdAg焊盘之间的界面反应。     

无铅回流焊冷却速率研究应用现状

阐述了冷却速率对无铅再流焊质量影响的研究现状,总结了冷速对无铅钎料以及SMT 焊点可靠性的影响。研究现状表明快速冷却有助于减少焊接缺陷,提高焊点可靠性。     

半导体器件芯片软钎焊用Sn—Ag—Sb合金钎料的研究

大功率晶体管制造过程中所使用的软钎料,一直是国内外电子行业所普遍关心的问题。本文研究了过冷度对J合金显微组织及性能的影响;过冷度对J合金钎料强度的影响;进行了J合金的软钎焊性及热疲劳试验。研究表明:J合金冷却速度的大小直接影响钎料的润湿性和钎焊接头的致密性,从而影响接头的机械强度和抗热疲劳性能。     

无铅再流焊冷却速率研究应用现状

阐述了冷却速率对无铅再流焊质量影响的研究现状,总结了冷速对无铅钎料以及SMT焊点可靠性的影响。研究现状表明快速冷却有助于减少焊接缺陷,提高焊点可靠性。     

电子工业用无铅钎料的研究及其可靠性

基于环保和可持续发展,本文概述了SnAg、SnZn、SnBi、SnCu、SnSb等系列Sn基无铅软钎料研究成果,分析了电子工业用无铅钎料的可靠性问题。     

SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件润湿特性研究

采用润湿平衡法,研究了水溶性钎剂条件下SnAgCu系钎料合金对表面贴装元件的润湿特性.试验结果表明,钎焊温度对润湿力作用显著.Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金的最大润湿力为1.265 mN,其最佳工艺参数分别为:预热时间15 s,钎焊温度255℃和钎焊时间5 s.该润湿力高于目前商用的Sn3.0Ag0.5Cu钎料,与Sn3.8Ag0.7Cu钎料润湿力相当,完全能够满足表面组装行业对无铅钎料润湿性能的要求.     

基于微电子互连应用的无铅高频感应加热重熔技术研究

本文讨论了一种新的高密度微电子面阵封装与组装互连的重熔方法,高频感应加热重熔技术。通过感应加热使得无铅钎料熔化并在焊盘上润湿形成成型良好的的钎料凸台和互连焊点。采用该方法钎料凸台可以在较大的工艺范围内成型,并且可以较容易地实现对钎料凸台和互连焊点的高度控制。通过红外温度测量证明了在合适的工艺区间内树脂基板的温度远低于焊点。实验证明该方法具有局部发热、较高的加热／冷却速率和易于控制焊点形态等特点。     

Sn基无铅钎料与Cu基板间化合物Cu_6Sn_5的研究进展

主要介绍了Sn基无铅钎料和Cu基板在界面处反应生成的金属间化合物Cu6Sn5与焊接点可靠性的关系。综述了近年来Cu6Sn5的研究进展,内容包括:Sn基无铅钎料在Cu基板上形成的Cu6Sn5的生长形态、晶体取向、生长动力学以及纳米颗粒对界面Cu6Sn5尺寸及形貌的影响。     

电子组装钎料研究的新进展

随着微电子技术的发展,印制电路板的组装密度不断提高,人们越恶霸虎重视焊点工作的可靠性。在分析焊点失效和原因的基础上,论述了改善焊点可靠性的途径,同时,随着人们对环保要求的提高,积极开发和推广使用无铅钎料及免清洗钎剂也是当务之急,结合我们的研究成果,详细介绍了无铅钎料开发的现状及前景。     

电子封装和组装中的微连接技术之三

Sn基软钎料在室温下通常是塑性优良的自退火合金，具有优良的吸收应力性能，而且没有加工硬化等问题。因其独特的性能，软钎料能将不同膨胀系数、不同刚度和不同强度等级的材料连接到一起。因此，软钎料广泛应用于电子产品生产中。普通PCB(Printed Circuit Board)的设计与制造几乎违背了所有的力学结构设计原则，如果不是由于软钎料所具有的这种力学匹配能力，那么印刷电路板技术可能就不会存在了。其中，Sn／Pb软钎料在电子工业中一直广泛的重用，     

电子组装钎料研究的新进展（刊中刊）

随着微电子技术的发展,印制电路板的组装密度不断提高,人们越来越重视焊点工作的可靠性。在分析焊点失效原因的基础上,论述了改善焊点可靠性的途径,同时,随着人们对环保要求的提高,积极开发和推广使用无铅钎料及免清洗钎剂也是当务之急,结合我们的研究成果,详细介绍了无铅钎料开发的现状及前景。