电子封装无铅软钎焊技术研究进展

软钎焊技术被广泛应用于电子封装领域,可实现电子封装器件与材料之间的互连。SnPb钎料因其良好的润湿性能、焊接性能和合适的价格,一直是电子封装领域中使用较为普遍的钎焊材料。但是,Pb是一种会对人体和环境造成伤害的元素。随着人们环保意识的增强,铅的使用受到了极大的限制,无铅钎料取代SnPb钎料是钎料发展的必然趋势,加速了软钎焊技术向无铅化发展的进程。在钎焊时,助焊剂的性能决定了焊接的效率和质量,因此选择合适的助焊剂是关键。目前,国内外研究学者对无铅软钎焊进行了大量研究,并取得了丰富的成果,例如:通过合金化、颗粒强化等方法研发出多种新型无铅钎料;美、日、欧三方分别发布了无铅钎料和无铅软钎焊发展指南;研发出多种无铅免清洗型助焊剂。因此,基于软钎焊技术的基础研究和应用开发体系已经成熟。应用较为广泛的软钎焊技术有三种,包括波峰焊、回流焊和半导体激光焊。波峰焊一般应用于混合组装方面,回流焊主要应用于表面贴装方面。作为群焊工艺的半导体激光焊经常应用于印刷电路板上焊接电子元件、片状元件的组装等方面。随着电子产品逐渐向小型化和多功能化的方向发展,对连接可靠性的要求越来越高,但基于无铅软钎焊技术的研究和应用开发仍显不足。本文针对电子封装无铅软钎焊技术,探讨了软钎焊技术的研究进展和发展方向。首先,对无铅钎料、助焊剂的种类和组成进行介绍。然后针对无铅化带来的Sn和Cu界面反应的问题,通过Cu基板提出了基板合金化、对基板进行退火处理和化学镀三种解决措施。最后重点阐述了回流焊、波峰焊和半导体激光焊及其应用,为研究电子封装无铅软钎焊技术提供了进一步的理论基础。