微電子封裝無鉛化的基本問題探究xiaoming-文庫吧資料
2025-03-31 01:56本頁面
【正文】 的可靠性降級。其形成不但受釬焊溫度、時間的控制，而且在后期使用過程中其厚度會隨時間增加。2) 材料釬料的選擇極為重要，目前，大多采用錫銀銅合金系列，液相溫度是217~221℃，這就要求再流焊具有較高的峰值溫度，如前所述會帶來釬料及導(dǎo)體材料（如Cu箔）易高溫氧化，金屬間化合物生長迅速等問題。另外相鄰高大元件在回流焊時產(chǎn)生“高樓效應(yīng)”，形成熱風(fēng)沖擊，同樣應(yīng)該避免。如何保證無鉛化焊接的可靠性1) 設(shè)計設(shè)計時要合理安排零件的位置，避免把發(fā)熱量大的元器件密集分布在一起，使得區(qū)域內(nèi)的溫度大量增加，影響焊接質(zhì)量可靠性。首先是目前無鉛釬料的熔點較高，一般都在217℃左右，而傳統(tǒng)的SnPb共晶釬料熔點是183℃，溫度曲線的提升隨之會帶來的是焊料易氧化及金屬間化合物生長迅速等問題。相關(guān)研究表明，電子器件的失效70%是由封裝和組裝的失效所引起，而在封裝和組裝失效中，無鉛釬料接點的失效是主要原因。由于一般無鉛焊料合金的熔點相對較低，在封裝中，既用于電連接，又用于機械連接；在服役條件下，電路的周期性通斷和環(huán)境的周期性變化，使焊點經(jīng)受溫度循環(huán)過程，封裝材料間的熱膨脹失配。所以無鉛其實也給印刷工藝帶來了巨大的變化。（3）焊料印刷無鉛技術(shù)給錫膏焊劑帶來質(zhì)和量上的改變，使錫膏的粘性和流變性產(chǎn)生變化。所以除了焊接材料必須是無鉛，以及和所使用的無鉛焊料需要兼容外，器件本體封裝等材料也必須承受得起所需要的焊接熱能（即溫度和時間）。由于無鉛焊料的熔點一般高出含鉛許多，意味著在焊接時溫度提高許多。（2）焊料與元器件無鉛焊料和有鉛焊料，有著不同的熔化表面張力、不同的熔點溫度和不同的氧化特性。工藝窗口的大幅減少為保證焊接質(zhì)量帶來了很大的挑戰(zhàn)，也對無鉛焊接設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性帶來了更高的要求。金屬間化合物的形成溫度也應(yīng)該在熔點之上1015℃，即達(dá)到230235℃。無鉛焊接由于無鉛錫膏的熔點發(fā)生了變化，因此為焊接工藝帶來了很大的變化。線路板上的電子原器件的最高承受溫度一般為240℃。總的來說，微電子封裝無鉛化技術(shù)的開發(fā)和利用，不僅對環(huán)保有利，還擔(dān)負(fù)著提高電子產(chǎn)品質(zhì)量的重要任務(wù)。傳統(tǒng)的鉛錫焊料由于抗蠕變性能差，導(dǎo)致焊點過早失效，已不能滿足電子工業(yè)對其可靠性的要求。然而，Pb及含Pb物是危害人類健康和污染環(huán)境的有害有毒物質(zhì)，長期廣泛地使用含鉛釬料會給人類環(huán)境和安全帶來不可忽視的危險。ISO045JIZ328ROHS指令均要求合金中鉛含量%，因為無鉛焊料是用于ROHS指令的，因此，無鉛焊料還要求其他幾種有害元素含量的上限也必須符合ROHS要求。【注】%的質(zhì)
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