使用低溫錫鉍環(huán)氧錫膏提升封裝可靠性與效率-深圳福英達(dá)
使用低溫錫鉍環(huán)氧錫膏提升封裝可靠性與效率
低溫錫膏在電子工業(yè)中的應(yīng)用正在逐漸受到關(guān)注，尤其是隨著集成電路元件的微型化和I/O數(shù)量的增加。傳統(tǒng)的無(wú)鉛SAC焊接回流工藝雖然普遍使用，但高溫度容易導(dǎo)致可靠性問(wèn)題，包括工藝良率低、熱循環(huán)性能差等，這些問(wèn)題往往與翹曲有關(guān)。
圖1. 傳統(tǒng)SAC焊料由于焊接溫度過(guò)高易出現(xiàn)翹曲不良問(wèn)題
低溫錫膏可有效解決翹曲問(wèn)題，業(yè)界通常使用錫鉍合金來(lái)提高工藝良率、消除枕頭效應(yīng)和提高返工良率。然而，在大多數(shù)應(yīng)用中，錫鉍合金的強(qiáng)度通常不足以取代無(wú)鉛（SAC）和共晶錫鉛合金。為了增強(qiáng)錫鉍焊點(diǎn)的強(qiáng)度、機(jī)械性能和可靠性，一種有效的方法是在錫鉍合金焊料中使用環(huán)氧樹(shù)脂代替錫膏中的松香樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂膠在焊接后殘留并固化，起到補(bǔ)強(qiáng)焊點(diǎn)、防護(hù)和增強(qiáng)的作用。
環(huán)氧錫膏（錫膠）的外觀和使用工藝與錫膏基本相同，它同樣經(jīng)過(guò)印刷點(diǎn)膠等工藝方式在焊盤(pán)上施膠，然后在貼片對(duì)位后進(jìn)行加熱焊接。在加熱過(guò)程中，合金粉末首先熔化收縮，與焊盤(pán)形成冶金連接，隨后熱固膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)固化，冷卻后完成器件的封裝。
圖2.環(huán)氧錫膏與錫膏工藝對(duì)比
環(huán)氧錫膏方案簡(jiǎn)化了封裝工序，焊接后無(wú)需清洗和填充膠，從而節(jié)約了封裝工藝時(shí)間和成本。該方案非常適用于高密度微細(xì)間距，形成微凸點(diǎn)，有效解決了鋼網(wǎng)開(kāi)孔印刷的極限及巨量轉(zhuǎn)移問(wèn)題。對(duì)機(jī)械可靠性要求較高的器件封裝應(yīng)用也非常適用。
圖3中環(huán)氧錫膏（錫膠）焊接剪切強(qiáng)度（與錫膏對(duì)比）表明，環(huán)氧錫膏焊接后的固化強(qiáng)度不僅包括冶金連接力，還增加了熱固膠的膠合力。相同合金條件下，環(huán)氧錫膏的剪切強(qiáng)度相對(duì)于錫膏可增加20~40%，尤其在微小器件連接方面，這種增強(qiáng)作用更為顯著。這有效解決了低溫合金錫膏脆性和焊料“吃金”（焊料侵蝕掉鍍層）的問(wèn)題。
圖3.環(huán)氧錫膏（錫膠）焊接剪切強(qiáng)度（與錫膏對(duì)比）
圖4錫膠表面絕緣電阻（與錫膏對(duì)比），根據(jù)JIS Z3197-2012標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)氧錫膏在85℃ 85%RH、50V下經(jīng)過(guò)168小時(shí)的測(cè)試，相對(duì)于錫膏在表面絕緣電阻方面表現(xiàn)更優(yōu)。這進(jìn)一步證實(shí)了環(huán)氧錫膏在電子器件應(yīng)用中具有更出色的性能。
圖4.錫膠表面絕緣電阻（與錫膏對(duì)比）JIS Z3197-2012：85℃ 85%RH，50V，@168H
總而言之，通過(guò)采用低溫錫鉍環(huán)氧錫膏，不僅可以提高焊接工藝的可靠性和效率，還能夠適應(yīng)越來(lái)越微小化的電子元件和更高要求的機(jī)械性能，為電子工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了可靠的解決方案。
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