免清洗技术保证焊接质量的关键

本文阐述了为使低固含量免清洗焊剂取得良好的焊接效果，关键是保证免清洗焊剂的质量，选择最佳的工艺条件以及完善免清洗焊接质量的检测方法和正确处理应用过程中可能出现的问题。关键词低固含量免洗焊剂焊接质量离子洁净度表面绝缘电阻近年来随着保护大气臭氧层，淘汰臭氧耗损物质（ODS）工作的深入开展和表面组装技术（SMT）迅速发展，越来越多的厂家选用或正准备选用免清洗焊接技术，特别是使用低固含量免洗焊剂的免清洗焊接技术得到了迅速发展。这一新型焊剂带来的各种优点令使用者称心如意，然而要保证免清洗焊接的质量涉及因素较多。首先，免清洗焊接是一个综合工艺过程，要求印制板（PCB）及原始材料的预控制，PCB要干净、少污染，所用元器件的清洁程度和可焊性都必须保证；其次，免洗焊剂的质量，最佳的工艺条件以及完善免清洗焊接质量的检测方法，都必须认真对待，才能获得最佳的焊接效果。通过近四年NCF系列低固含量免洗焊剂的应用情况来看，在保证前者符合要求时，后者的作用尤其重要。     

倒装芯片在基板上的装配工艺

倒装芯片装配是能否实现产品微型化能力的关键。我们以前己经针对一些倒装芯片的互连形式开展了研究工作，包括：各向异性的导电簿膜或者焊膏，以及金-金热声波键合。目的主要是瞄准间距为0．200和0．250mm的倒装芯片的焊接装配工作。对于倒装芯片来说有二种施加焊剂的方法：焊剂沉浸方式和对基板进行焊剂喷射的方式。我们对传统的SMT贴装设备（可以满足倒装芯片装配的价格提升的高档货）所具有的贴装准确性展开了研究，并且对所获得的结果进行讨论。     

无铅波峰焊接设备特点

相对于传统的Sn—Pb焊料，无铅焊料需要较高的焊接温度，而且润湿性差，另外免清洗助焊剂和水溶性助焊剂的固体含量低，活性温度高和活性区间窄。无铅焊料和助焊剂的特性决定了无铅波峰焊设备在结构和材料选用上有很大不同。本文通过对无铅波峰焊设备的各个部分的特点进行分析，为传统的旧波峰焊设备的改造提供参考。     

采用免清洗技术提高波峰焊接质量的研究

对使用“Ｏ型”旋转复合波波峰焊机，配免清洗助焊剂焊接高密度双面及多层ＰＣＢ取得的经验，探讨了免洗焊剂，焊料在波峰焊中的正确选择与使用；并对焊接过程的预热温度、波峰焊温度、轨道倾角等工艺参数调整问题进行了探讨。     

IF2005系列免清洗助焊剂在无铅工艺中的应用

IF2005系列免清洗助焊剂是北京晶英免清洗助焊剂有限公司(INTERFLux)的主导产品。它是一种低固体含量的免清洗助焊剂，在焊接过程中焊剂中的固体成分能完全挥发，极大地保证了高尖端电子产品的可靠性。这种不含卤素的助焊剂符合．Bellcore和IPC标准，且通过美国军标(MIL—F-14256F)的认证，一直受到广大使用客户的好评.     

免清洗焊剂真的无需清洗？

使用免清洗焊剂意味着没有清洗的必要吗？一般而言，如果遵循规则进行焊接，免清洗残余是无害的，不需要清洗。但是，有些情况下，免清洗焊剂可能有害，应该从印刷电路组件(PCA)上清除掉。不知怎么回事，我们这个行业似乎已然将免清洗焊剂残余在任何情况下都无需清洗这种说法当成事实接受了。这种说法，与其说是事实，不如说是神话。它会带来一些长期性的问题。     

焊膏用免清洗助焊剂的制备与研究

根据免清洗助焊剂各组份的特点,分别对其活性剂、溶剂、成膜剂以及添加物进行筛选和处理.在一定温度下对各组份进行均匀化处理并制备出助焊剂,依据标准对所制备的焊剂进行性能测试.以自制的锡银铜系焊粉为基础制备焊膏并做焊接模拟.结果表明:采用有机酸和有机胺复配制备的活性物质满足预期要求;复配溶剂满足沸点、黏度和极性基团三大原则;所制备的免清洗焊剂多项性能满足规范要求,达到了免清洗的要求,解决了助焊性与腐蚀性的矛盾;所制备的焊膏焊接性能良好,无腐蚀,固体残留量低,存储寿命较长.     

无铅波峰焊设备的特点

相对于传统的Sn-Pb焊料,无铅焊料需要较高的焊接温度,而且润湿性差,另外免清洗助焊剂和水溶性助焊剂的固体含量低,活性温度高和活性区间窄。无铅焊料和助焊剂的特性决定了无铅波峰焊设备在结构和材料选用上有很大不同。通过对无铅波峰焊设备的各个部分的特点进行分析,为传统的旧波峰焊设备的改造提供参考。     

新型焊接技术——免清洗焊剂和无铅焊锡膏

鉴于全球电子制造业正向着绿色生产的方向发展,美国、日本、欧洲等一些国家制定了专项法规,保护人居环境。为此,本文重点介绍了绿色焊接材料——免清洗焊剂和无铅焊锡膏的发展历程及其主要性能、特点以及存在的问题。阐述了国内外免清洗焊剂和无铅焊锡膏的研究现状及其在电子组装技术中的应用前景。     

SMT中氮氣环境下的焊接

在氮气保护下进行波峰焊和回流焊，将成为表面组装中技术的主流，环氮波峰焊机与甲酸技术相结合，环氮回流焊机活性极低的锡膏、甲酸相结合，能去除清洗制程。当今迅速发展的SMT焊接技术中，遇到的主要问题是如何破除氧化物，获得基材的纯净表面，达到可靠的连接。通常，使用焊剂来去除氧化物，润湿被焊接表面，减小焊料的表面张力，防止再氧化。但同时，焊剂在焊接后会留下残留物，对PCB组件造成不良影响。因此，必须对电路板彻底清洗，而SMD尺寸小，不焊接处的间隙也越来越小，彻底清洗已不可能，更重要的是环保问题。在1994年国际组织发现CFC对大气臭氧层有破坏，作为主要清洗剂的CFC必须禁用。解决上述问题有效的办法是在电子装联领域中采用免清洗技术。     

RFID芯片超声倒装封装技术研究

超声倒装是近年来芯片封装领域中快速发展的一种倒装技术,具有连接强度高、接触电阻低、可靠性高、低温下短时完成和成本低的优势,特别适合较少凸点的RFID芯片封装。在镀Ni/Au铜基板上进行了RFID芯片超声倒装焊接实验,金凸点与镀Ni/Au铜基板之间实现了冶金结合,获得了良好的力学与电气性能,满足射频要求。     

倒装芯片结构中不流动底部填充工艺参数

倒装芯片的传统装配方法是在芯片贴装前把液态的焊剂涂在衬底上,或者把凸块浸在焊膏的液态薄膜中.然后对装配件进行回流,并且把适当的密封剂填充到硅片下面.但是,当毛细作用力在圆片和衬底之间产生拖曳力时,免清洗溶剂残渣会损坏密封剂的湿度和流动性,对封装可靠性造成负面影响.而密封剂同样需要后固化,这样就会使产量下降.     

与初学者谈谈焊接用料

焊接技术是电子爱好者必须掌握的基本技能。电子制作中常用的焊接工具是电烙铁。焊接用料是锡铅合金,另外还有帮助焊接的焊剂。焊接的原理,就是通过加热的电烙铁将固态焊料加热熔化,并借助于焊剂的物理和化学作用．使焊料流入被焊金属之间,在焊接物表面形成不同金属的良好熔合,待冷却后成为牢固可靠的焊接点。如果没有焊料,焊接就无从谈超,而选择良好的焊料是确保焊接质量的前提。     

无焊剂软钎焊技术研究

无焊剂软钎焊技术因其焊接过程中无焊剂残留,被广泛应用于光电器件和芯片倒装焊等方面。首先对无焊剂软钎焊的原理和工艺进行了阐述,并指出气氛保护和等离子处理是无焊剂软钎焊的两个主要技术途径。基于上述分析,采用无焊剂软钎焊工艺开展钎料润湿性研究。结果表明,还原气氛保护和等离子处理后,焊料的润湿铺展性能显著提高。     

铟泰推出无卤免清洗晶圆级芯片级封装

倒装芯片助焊剂NC-510是一种专为保持锡球形状而设计的无卤、免清洗、晶圆级芯片尺寸封装助焊剂。这种助焊剂可提供一致的可焊性,与各种底部填充剂兼容,并具有均匀的可印刷能力。迄今有两种使用焊料完成的晶圆植球标准工艺,它们分别是：焊膏印刷和焊料电镀。这两种工艺具有多种局限,从而催生了第三种更加灵活的方法。新方法包括助焊剂印刷（通常为模板印刷或丝网印刷）和焊球贴装两个阶段。     

微电子封装中芯片焊接技术及其设备的发展

概述了微电子封装中引线键合、载带自动键合、倒装芯片焊料焊凸键合、倒装芯片微型焊凸键合等芯片焊接技术及其设备的发展 ,同时报告了世界著名封装设备制造公司芯片焊接设备的现状及发展趋势。     

低阻抗封装走线规划

与传统的引线键合应用相比，晶片倒装焊接在需要高信号密度和优异电气性能领域的器件』二得到了广泛应用。由于不再采用有电感效应的键合线，这使得晶片倒装焊接成为理想的连接方式，但是，如果没有很好的规划芯片I／O基底，并针对具体应用进行优化，那么．其性能优势会大打折扣。     

水基无卤素无松香抗菌型免清洗助焊剂

以去离子水为溶剂、高沸点有机醇醚为助溶剂、有机酸为活化剂并使用复合表面活性剂研制成了一种无铅焊料用免清洗助焊剂,该助焊剂并含有一种天然的抗菌剂E以延长其保存期限。对该助焊剂的成分及配比进行了选择和优化,并对其性能进行了测试。结果表明,制备的免清洗助焊剂均匀透明,无刺激性气味,不含卤素,无腐蚀性,表面绝缘电阻大于1×108;将其用于SnAgCu系无铅焊料,焊接效果好,平均扩展率达到76.6%。     

对Cu焊区的倒装芯片凸点下金属化系统的研究

本文研究了采用化学镀铜（E-Cu）和化学镀镍（E-Ni)方法制作的Cu焊区上倒装芯片焊料凸点用的UBM材料系统，还研究了UBM与Sn-36Pb-2Ag焊料之间的界面反应对焊料凸点连接可靠性的影响，以优化Cu焊区上倒装芯片用的UBM材料。对于E-CuUBM来说，在焊料/E-Cu界面上形成贝壳状的Cu6Sn5金属互化物（IMC），在较小的载荷下沿这个界面发生凸点断裂。与此相反，在E-Nie-Cu UBM的情况下，E-Ni成为一个好的扩散阻挡层。E-Ni有效地限制了IMC在该界面上的生长，而多边形形状的Ni3Sn4IMC产生比E-CuUBM高的附着强度。因此，化学镀沉积的UBM系统被成功地证明可作为低成本的Cu焊区上UBM方法。发现E-NiE-CuUBM材料是比E-Cu UBM更好的Cu焊区上倒装芯片焊料互连的材料。     

热-电耦合下倒装芯片封装焊点的电迁移失效研究

热电交互作用下产生的电迁移现象成为倒装芯片封装关键的可靠性问题。建立了FCBGA(倒装芯片球栅陈列封装)三维封装模型,研究了热-电交互作用下倒装芯片互连结构中的温度分布、电流密度分布以及焦耳热分布;发现焊料凸点中存在严重的焦耳热和电流聚集现象;分析了焊料凸点中热点出现的原因,并发现热点在焊料凸点空洞形成过程中起到了关键作用。