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《半導(dǎo)體激光釬焊Sn_Ag_Cu焊點(diǎn)的力學(xué)性能和顯微組織分析.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷第2期焊接學(xué)報(bào)Vol.29No.22008年2月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONFebruary2008半導(dǎo)體激光釬焊Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)的力學(xué)性能和顯微組織分析張昕,薛松柏,韓宗杰,韓憲鵬(南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,南京210016)摘要:選取不同激光釬焊工藝參數(shù),利用半導(dǎo)體激光軟釬焊系統(tǒng)對(duì)Sn-Ag-Cu無鉛釬料在銅基板上進(jìn)行了釬焊試驗(yàn),并研究了Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)顯微組織中金屬間化合物形成規(guī)律。結(jié)果表明,當(dāng)
2、激光釬焊時(shí)間選擇為1s,激光輸出功率為38.3W時(shí),焊點(diǎn)力學(xué)性能最佳。隨著激光工藝參數(shù)的改變,焊點(diǎn)顯微組織發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)使用最佳激光工藝參數(shù)釬焊時(shí),形成的焊點(diǎn)晶粒細(xì)小,避免了焊點(diǎn)內(nèi)金屬間化合物Cu6Sn5的過度生長,此外還形成了厚度適中的金屬間化合物層。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),激光軟釬焊方法比傳統(tǒng)紅外再流焊所形成的金屬間化合物層更為平緩,能夠獲得力學(xué)性能更為優(yōu)良的焊點(diǎn)。關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體激光軟釬焊;無鉛焊點(diǎn);金屬間化合物;顯微組織中圖分類號(hào):TG456文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0253-360X(2
3、008)02-0022-05張昕0序言實(shí)用化,具有重要的意義。隨著微電子封裝技術(shù)向著微型化、無鉛化1試驗(yàn)方法[1]方向發(fā)展,電子制造產(chǎn)業(yè)面臨著許多新的問題和挑戰(zhàn),這些新問題使用傳統(tǒng)再流焊工藝無法從根本采用LYFCDLWS90型半導(dǎo)體激光軟釬焊上給予解決。作為一項(xiàng)新興的釬焊技術(shù),激光軟釬系統(tǒng)對(duì)Sn-Ag-Cu無鉛釬料在純銅試片上進(jìn)行釬焊具有局部加熱、快速加熱、快速冷卻的特征,可以焊試驗(yàn),以此來模擬電子元器件焊點(diǎn)的形成過程,進(jìn)有效地防止高密度封裝器件發(fā)生橋連現(xiàn)象,能夠大而研究半導(dǎo)體
4、激光軟釬焊條件下Sn-Ag-Cu無鉛幅度提高元器件焊點(diǎn)的綜合性能,因此,在微電子工釬料焊點(diǎn)顯微組織中的金屬間化合物。為便于對(duì)[2]業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。比,同時(shí)采用紅外再流焊機(jī)進(jìn)行了Sn-Ag-Cu釬料眾所周知,顯微組織影響焊點(diǎn)的力學(xué)性能,金屬在純銅試片上的釬焊試驗(yàn)。此外,還選用了與上述間化合物則在焊點(diǎn)的顯微組織中具有重要的作試驗(yàn)相同的激光工藝參數(shù),進(jìn)行了0805型矩形片式[3]用。相關(guān)文獻(xiàn)研究表明,焊點(diǎn)中釬料/基板的界面電阻的釬焊試驗(yàn),并利用STR1000型微焊點(diǎn)強(qiáng)度處金屬間化合物的形態(tài)和長大對(duì)
5、焊點(diǎn)缺陷的萌生及測(cè)試儀測(cè)試其焊點(diǎn)的力學(xué)性能,研究焊點(diǎn)顯微組織發(fā)展、電子組裝件的可靠性等有著十分重要的影中金屬間化合物與力學(xué)性能之間的關(guān)系。根據(jù)國家[4]響。因此研究并控制金屬間化合物的形態(tài)和生長軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB548A96微電子器件試驗(yàn)方法和程行為對(duì)提高焊點(diǎn)的可靠性具有重要意義。序方法2019A:芯片抗剪強(qiáng)度的規(guī)定,芯片抗剪強(qiáng)在實(shí)際電子元器件的釬焊中,常常以銅為基板度以其最大剪切力值來替代評(píng)價(jià)[5],這已為諸多研材料。因此文中采用半導(dǎo)體激光軟釬焊系統(tǒng)對(duì)Sn究所采納[6,7],故文中以焊點(diǎn)的最大剪切
6、力值(以下-Ag-Cu無鉛釬料在銅基板上進(jìn)行釬焊試驗(yàn),進(jìn)而簡稱剪切力)來作為其力學(xué)性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。研究激光釬焊工藝參數(shù)對(duì)Sn-Ag-Cu無鉛焊點(diǎn)顯微組織的影響規(guī)律,對(duì)無鉛釬料激光軟釬焊技術(shù)的2試驗(yàn)結(jié)果與分析收稿日期:2007-08-092.1激光工藝參數(shù)對(duì)焊點(diǎn)力學(xué)性能的影響基金項(xiàng)目:江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃資助項(xiàng)目(CX07B087z);江蘇省六大人才高峰資助項(xiàng)目(06-E-020)焊點(diǎn)力學(xué)性能是激光釬焊時(shí)間和功率綜合影響第2期張昕,等:半導(dǎo)體激光釬焊Sn-Ag-Cu焊點(diǎn)的力學(xué)性能
7、和顯微組織分析23[8]的結(jié)果,所以文中研究了不同激光釬焊時(shí)間與不片式元件的軟釬焊接頭剪切試驗(yàn)方法,采用STR同激光釬焊功率組合對(duì)無鉛焊點(diǎn)力學(xué)性能的影響。1000微焊點(diǎn)強(qiáng)度測(cè)試儀來研究焊點(diǎn)的剪切力,圖1選用不同激光釬焊時(shí)間與不同輸出功率組合對(duì)矩形表明了片式電阻焊點(diǎn)的剪切力與半導(dǎo)體激光釬焊工片式電阻進(jìn)行釬焊試驗(yàn),然后根據(jù)2003年頒布的日藝參數(shù)組合之間的關(guān)系。從圖中分析可以得出結(jié)本標(biāo)準(zhǔn)JISZ3198無鉛釬料試驗(yàn)方法第七部分:論,當(dāng)激光釬焊時(shí)間固定時(shí),隨著激光輸出功率的增圖1不同激光輸出工藝參
8、數(shù)條件下微焊點(diǎn)的剪切力Fig.1Shearforcesofsolderedjointswithdifferentlasersolderingparameters加,焊點(diǎn)剪切力逐漸增大,在某一輸出功率時(shí)達(dá)到最焊點(diǎn)。焊點(diǎn)明顯晶粒細(xì)化,共晶組織中細(xì)小的金屬佳。并且隨著釬焊時(shí)間的增加,其所對(duì)應(yīng)的最佳激間化合物彌散分布,對(duì)應(yīng)焊點(diǎn)具有良好的綜合性能。光輸出功率值逐漸減小。對(duì)比圖1a,b,c,d可知,當(dāng)隨著激光輸出功率進(jìn)一步加大,當(dāng)輸出功率為激光釬焊時(shí)間選擇為1s,激光輸出功率為
