?環(huán)氧錫膏/錫膠的特點(diǎn)有哪些?
環(huán)氧錫膏/錫膠的特點(diǎn)有哪些?
隨著焊接無(wú)鉛化的持續(xù)推進(jìn)，目前封裝市場(chǎng)主流使用的錫膏多是無(wú)鉛類(lèi)型的，包括錫銀銅錫膏，錫鉍錫膏等。近些年來(lái)，普通的錫膏基本采用松香作為助焊劑成分。該種助焊劑活性好，潤(rùn)濕效果好而受到歡迎。但是高活性帶來(lái)的是焊接殘留問(wèn)題，如果清洗不徹底，會(huì)對(duì)錫膏焊點(diǎn)可靠性造成長(zhǎng)期的影響。因此環(huán)氧基錫膏開(kāi)始問(wèn)世。環(huán)氧樹(shù)脂錫膏和松香劑錫膏有著相同的目的，就是起到固晶/芯片鍵合和形成電通路作用。
表1. 環(huán)氧錫膏和常規(guī)錫膏應(yīng)用流程。
環(huán)氧錫膏同樣含有合金焊粉，但是使用環(huán)氧樹(shù)脂作為助焊劑，配上有機(jī)酸，醇類(lèi)溶劑等組分，可以去除焊粉和焊盤(pán)金屬表面的氧化層。常見(jiàn)的環(huán)氧錫膏/錫膠包括了錫銀銅系列，錫鉍系列和各向異性導(dǎo)電膠。相比于松香助焊劑，環(huán)氧樹(shù)脂在焊接后不需要清洗。環(huán)氧樹(shù)脂在加熱過(guò)程中熔化鋪展在焊盤(pán)上，當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂冷卻時(shí)，粘度迅速上升并形成致密粘連結(jié)構(gòu)，保護(hù)焊點(diǎn)不受外界環(huán)境影響。當(dāng)施加剪切力的時(shí)候，熱固膠首先受到外力作用，緩解了焊點(diǎn)受到的剪切力。因此能夠有效的保護(hù)焊點(diǎn)并增強(qiáng)焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度。Wyung et al. 將傳統(tǒng)共晶SnBi錫膏和環(huán)氧共晶SnBi錫膏制成的焊點(diǎn)的剪切強(qiáng)度進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧錫膏焊點(diǎn)剪切強(qiáng)度幾乎是傳統(tǒng)錫膏的兩倍。
圖1. 傳統(tǒng)共晶SnBi錫膏 (SB) 和環(huán)氧共晶SnBi錫膏 (SB-E) 剪切強(qiáng)度對(duì)比, (Wyung et al., 2014)。
圖2. 傳統(tǒng)共晶SnBi錫膏 (SB) 和環(huán)氧共晶SnBi錫膏 (SB-E) 跌落性能對(duì)比, (Wyung et al., 2014)。
由于含鉍錫膏不可避免遇到脆性問(wèn)題，因此需要進(jìn)行跌落測(cè)試檢測(cè)跌落性能。由圖2可以看到，共晶SnBi環(huán)氧樹(shù)脂錫膏的跌落次數(shù)明顯高于普通共晶SnBi錫膏。因此，環(huán)氧助焊劑對(duì)改善抗跌落性能方面發(fā)揮了重要作用。
各向異性導(dǎo)電膠是一種環(huán)氧錫膏，環(huán)氧樹(shù)脂能夠在焊點(diǎn)處形成熱固膠，將焊料球包裹在其中，起到了增強(qiáng)剪切強(qiáng)度，抗腐蝕能力的作用。同時(shí)，由于每個(gè)焊點(diǎn)間留有空隙，形成的封裝結(jié)構(gòu)橫向不導(dǎo)電而縱向?qū)щ娏己?，即各向異性?dǎo)電。
圖3. 常規(guī)錫膏(左)和環(huán)氧錫膏(右)應(yīng)用示意圖。
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參考文獻(xiàn)
Myung, W.R., Kim, Y. & Jung, S.B. (2014), “Mechanical property of the epoxy-contained Sn–58Bi solder with OSP surface finish”, Journal of Alloys and Compounds, vol.615, pp. 5411-5417.
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