資源描述：
《金錫焊料形態(tài)介紹.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、金錫焊料形態(tài)介紹金錫焊料的應(yīng)用有多種形態(tài)，其性能上各有優(yōu)缺點。主要的形態(tài)有以下幾種：1.電子束蒸鍍，即在基板上分別蒸鍍上金層與錫層。是目前最主要的應(yīng)用形態(tài)。2.金錫分層電鍍，也是采用濕法電鍍的方式，在基板上分別電鍍金層與錫層。3.合金電鍍，采用濕法電鍍，直接在基板上電鍍金錫共晶合金。4.金錫焊膏，5.預(yù)成型焊片。在焊料形態(tài)的選擇上，需要考慮以下幾個參數(shù)。1.焊料施加的工藝，主要是從效率和成本的方面來考慮。2.焊料的有效的使用，避免浪費。也就是說只將焊料施加在需要的地方，而且焊接厚度盡可能薄，這主要也是從成本上考慮
2、，在預(yù)制焊片上應(yīng)用時焊片太薄沖壓的成本會急劇上升。3.此外還需要考慮雜質(zhì)的含量范圍，厚度的一致性，及產(chǎn)品的具體需求。電子束蒸鍍（ElectronbeamEvaporationofAuSn）在電子束蒸鍍工藝中，需要有一個真空的腔體。腔體底部放置坩堝，用于盛放蒸鍍的靶材，靶材在電子束的沖擊下汽化?；鍛抑糜谯釄迳戏?，汽化的金屬沉積在基板上。蒸鍍時汽化金屬不能實現(xiàn)方向上的精確控制，所以腔體上也會出現(xiàn)沉積。將不同的坩堝旋至電子束的下方，就可以在同一次沉積的過程中實現(xiàn)不同金屬層的沉積。蒸鍍一個關(guān)鍵的優(yōu)勢在于沉積的速率。金典
3、型的沉積速率為10μm/sec。這使得蒸鍍適合于大尺寸基板的整面金屬化處理。在沉積的過程中通?；鍟D(zhuǎn)，以保證沉積層厚度的一致性，通常可以使公差控制在1%。對于金錫焊料的蒸鍍而言，通常采用的方法是交替蒸鍍金層與錫層，使得整體的組分接近Au80Sn20。在完成沉積后，將金屬層加熱至200°到250°C以實現(xiàn)金錫的相互擴散。擴散過程會使焊料微觀上變得一致且致密，有利于共晶焊工藝過程中焊料熔融的一致性。金錫分層電鍍（PlatingAu/Snmultilayerstructures）這是蒸鍍的一種替代方式，與蒸鍍相同的
4、是此工藝也是分別在基板上沉積金層與錫層，不過使用的方式卻是濕法電鍍。為了完成焊料的沉積，基板需要在金槽與錫槽間不斷的轉(zhuǎn)換。在電鍍過程完成后也需要在共晶溫度以下(200-250°C)進行退火處理。電鍍沉積的一個優(yōu)點是它可以使焊料僅沉積在導電的材料上，也可以通過光阻劑實現(xiàn)局部電鍍，這使得昂貴的金錫焊料的使用率更高。電鍍工藝一個典型的缺點在焊料的厚度控制方面。對于使用掛架電鍍（rackplating），厚度的一致性可控制在±10%的范圍內(nèi)，對于(fountainplating)，厚度范圍可控制在±5%。要達到精確的鍍層
5、厚度非常困難，這會造成整個鍍層的合金組分的變化，從而影響后續(xù)Diebond工藝。為了減少這個問題帶來的影響，通常有意增加錫的含量，因為合金中錫的含量變化帶來的熔點變化遠小于金的影響。電鍍工藝另一個難點就是在不斷的換槽的過程中，可能出現(xiàn)的錫層的氧化。在電鍍液的選擇上，應(yīng)優(yōu)選有機物含量低的電鍍液。在鍍錫的電鍍液中廣泛使用一些有機物添加劑作為晶粒細化劑及光亮劑（grainrefinersandbrighteners）。這些有機物混入錫層中會影響后續(xù)的DieBond工藝。金錫合金電鍍（PlatingAu80Sn20fro
6、masinglealloyplatingbath）這種工藝在單槽中即可完成金錫合金的電鍍，且不需后續(xù)的退火處理。目前只有為數(shù)不多的廠商可以提供這種電鍍液。合金電鍍的優(yōu)勢之一是不用費力的去控制金層和錫層的相對厚度，來達到控制合金組分的目的。此工藝的一個難點在于需要嚴格控制槽液的參數(shù)來保證鍍層的合金組分。研究成果顯示，電鍍過程中溫度相差一度就會合金組分相差1-2wt%，電流密度波動1mA/cm2會使合金組分波動4wt%。另外金的濃度僅允許±0.15g/L的波動。焊膏（Solderpaste）在金錫焊料的一些應(yīng)用中，焊
7、膏也是一種成本經(jīng)濟的方法。在金錫焊膏中包括精細合金粉末，粘結(jié)劑，及用于減少錫粉表面氧化的焊劑。如果沒有有效的焊劑，氧化層會焊接過程的金粉與錫粉間的合金擴散（uniformreaction）.金錫焊料的一個主要的缺點是雜質(zhì)的存在。在焊接完成后，在金錫焊接面及其周圍會存在殘留的焊劑和粘結(jié)劑分解后的產(chǎn)物。焊接過程中揮發(fā)的焊劑也會污染周圍其它器件。
