微电子封装材料的最新进展

总结了目前几类关键封装材料的发展现状,包括积层多层板、挠性板、无铅焊料、电子浆料等,指出了发展中存在的主要问题,并对国内外的生产研发情况和未来的发展趋势进行了概述.指出积层多层板和挠性板适应未来三维形式的封装,是21世纪基板材料的主流,其技术走向是进一步简化工艺和降低成本;无铅焊料满足环保要求,但现在成本仍偏高;导电胶可能将成为替代焊接技术的新型低温连接材料.     

无铅转化给波峰焊工艺所带来的问题研究

无铅焊料的应用使得波峰焊设备问题更加突出,其中主要的问题是设备的腐蚀及材料的寿命.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.无铅钎料的成分配比不同于有铅钎料,因此在无铅钎焊时,其工艺流程、工艺参数也有所改变.从焊接温度、波峰高度、浸锡时间、冷却系统、传输系统等方面分析了无铅波峰焊的工艺要求...     

无铅焊料在电子组装与封装中的应用

随着人们对环境的日益重视和电子封装组装技术的发展,合金焊料的无铅化和质量的要求也越来越高,开发无铅、无毒焊料成为焊料开发的重要方向.介绍了无铅焊料的应用现状及无铅的使用要求,并论述了几种无铅焊料Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi系的特点,以及添加其它元素对它们综合性能的影响.     

纳米无铅焊料的研究进展

电子封装互连过程中,无铅锡基焊料是常用的连接材料。然而,由于其较高的熔点(210~240℃),在电子器件连接过程中需施加较高的回流温度,这不仅增加了电子组装过程中的能耗,也大大降低了器件的可靠性。纳米无铅焊料具有热力学尺寸效应,其熔点较块体材料有大幅度的降低,从而受到了越来越广泛的关注。综述了近年来国内外纳米无铅焊料的发展动态,介绍了常用的纳米无铅焊料的制备方法及影响纳米颗粒尺寸的因素,总结了纳米无铅焊料在应用和存放过程中所产生的问题,同时也对纳米无铅焊料未来产业化的实现提出了建议。     

焊料应满足无铅和效益双重要求

对于电子组装制造商而言，无铅电子组装技术主要针对印刷电路板级组装，即使用的单元材料达到无铅的标准，同时使用符合无铅规范材料的设备和工艺以及最终产品达到必需的可靠性要求。其中，在印刷电路板级细装过程的浸焊、波峰焊及回流焊等焊接工艺中，锡丝、锡条、锡膏是最广泛使用的电子焊接焊料，因此拥有广阔的应用市场。对于这类焊接材料，焊料合金成分对于产品的价格、品质性能和效率起着决定性的影响。因此，电子产品制造商迫切需要一种在成本、质量和效率三者之间取得平衡的无铅焊料满足市场对于无铅和效益的双重要求。     

Sn3．5Ag0．7Cu焊料的疲劳特性及铅杂质的影响

含铅焊料应用在电子产品上已超过50年的时间。然而出于环境方面的考虑，在未来的几年含铅焊料的使用将被禁止。作为替代，必须发明不含铅的焊料。对无铅焊料总的要求类似于含铅焊料。它们要求类似的诸如焊接温度及时间工艺参数窗口和相当于含铅焊料或更好的特性。科学家们已研究了许多不同类型的无铅焊料，从中我们选取Sn3、5Ag0．7Cu作为本次研究的对象，因为它可能目前是在欧洲应用最广泛的一种无铅合金。通过下面几项工作中我们研究了Sn3．5Ag0.7Cu的疲劳特性。制成板(PCBA)温度循环(热冲击)试验：用Sn3．5Ag0．7Cu无铅焊料在不同的焊接气氛下将各种不同类型的器件焊在有不同可焊性表面覆层的印制板上，做成试验制成板(PCBA)。将125℃到-15℃的温度循环(热冲击)施与试验制成板并研究板上焊点在经受不同次数的温度循环后其微观组织结构及变化。模型焊点的机械应力循环试验：室温条件下利用特别设计的环一插针模型焊点，Sn3．5Ag0．7Cu无铅焊点被施加机械应力循环并和传统的Sn-Pb焊点进行比较。包含不同铅含量的焊点也被研究以确认铅杂质对无铅焊点特性的影响。比起传统的Sn-Pb焊料，Sn3．5Ag0．7Cu有更好的疲劳特性。然而研究同时发现一个2％-5％的铅杂质含量对无铅焊点的寿命是有害的。     

过渡阶段有铅和无铅混用要注意的问题及应对措施

从理论上来讲,焊料、元件、PCB全部无铅化的效果最好。但目前由于种种原因,尤其是元件方面还不能实现全部无铅化。通过前两期的介绍使我们了解到：有铅和无铅混用时,无论是有铅焊料与无铅元件还是无铅焊料与有铅元件混用,都可能发生焊料合金与焊端或引脚镀层、焊料合金与PCB镀层、元器件与工艺、PCB材料及涂镀层与工艺不相容的问题。因此过渡阶段有铅、无铅混用必须注意材料的相容性。     

无铅焊料的发展动态

本文综述了国外无铅焊料的研究开发动态，论述了无铅焊料应用的迫切性和必要性以及无铅焊料所具备的性能要求。     

无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨

(上接2004年第5期第201页) 3.2 锡炉的腐蚀性问题 波峰焊接PCB上的插装电子元器件,当采用无铅焊料时,由于无铅焊料的焊接温度比Sn-Pb合金焊料高约30 ℃～50 ℃,另外无铅焊料中Sn的含量大幅度提高,一般都在95 %以上,造成了波峰焊时无铅焊料对锡炉和喷口的腐蚀性加强.国内一般锡炉采用的材料是SUS304和SUS316型不锈钢.实验表明,不锈钢材料在高温条件下6个月就被高Sn无铅焊料明显腐蚀.最容易受到腐蚀的是与流动焊料接触的部位,如泵的叶轮、输送管和喷口.     

Sn-Bi基低温无铅焊料的研究进展

作为一种新型低温无铅焊料,Sn-Bi基低温无铅焊料具有较低的熔化温度以及优良的焊接性能,在电子封装领域有着广泛的应用。随着电子元器件向微型化方向的发展,对低温无铅焊料的性能提出了更高的要求。添加微量的合金元素及纳米颗粒可以改善焊料的组织性能,满足电子元器件发展的需求。系统介绍了Sn-Bi基低温无铅焊料的组成、结构以及焊接性能,综述了合金元素和纳米颗粒对Sn-Bi基低温无铅焊料组织性能的影响及作用机理,分析了在研制Sn-Bi基低温无铅焊料过程中存在的不足之处,并提出了相应的改进方法。最后对Sn-Bi基低温无铅焊料在发展中需要关注的问题进行了总结与展望。