浸润烘干助焊剂涂层预成型焊片

真空共晶炉（真空回流焊）产品原理真空焊接系统相对于传统的回流焊系统，主要使⽤真空在锡膏/焊⽚在液相线以上帮助空洞排出，从⽽降低空洞率。

因为真空系统的存在，可以将空⽓⽓氛变成氮⽓⽓氛，减少氧化。

同时真空的存在也使得增加还原性⽓氛可能性。

真空去除空洞在⼤⽓环境下，液态状态下的锡膏/焊⽚中的空⽓⽓泡/助焊剂形成的⽓泡也处于⼤⽓⽓压下。

当外界变为真空环境，两者之间的⽓压差可以让在液态锡膏/焊⽚中的⽓泡体积增⼤，与相邻的⽓泡合并，从⽽最后到达表⾯排出。

随后⽓压恢复，残留其中的剩余⽓泡会变⼩继续残留在体系中。

从⼯业⽣产的⾓度⽽⾔，有以下⼏点需要指出：绝对的⾼真空（某些⼚家宣称的10 -n mbar）理论上来说确实可以更⼤程度的减少空洞率，因为压⼒差是⽓泡排出的驱动⼒。

然后抽⾼真空需要极长的时间，在实际⽣产中需要考虑。

另外⾼于液相线的时间也需要考虑。

⽽且事实由于⽣产腔体的材料表⾯不是完全平整，会吸附⼀些⽓体和液相物质，达到绝对的⾼真空从某种程度上来说是理论可能。

在实际应⽤中真空度⼀般在100Pa-500Pa就可以有效的排出焊料中的⽓泡，降低空洞率。

绝对的0%空洞率不可能达到，在⽣产中⽆法保证完全去除每⼀个⽓泡。

⼀般来说所谓低空洞率的要求是总空洞率<3%，最⼤空洞<1%。

氮⽓⽓氛真空系统的加⼊可以让腔体在抽真空之后加⼊氮⽓⽓氛，在传统的回流焊之中也有涉及。

但是需要指出以下⼏点：氮⽓的加⼊是排出空⽓中的氧⽓，防⽌氧化，在回流炉的开放环境中，并不能完全排出O2的可能⾏。

⾏业认为需要将氧含量降⾄100ppm以下可以保证⽆氧化的可能。

密闭的氮⽓环境更合适器件焊接烧结。

⾦属的氧化，除了有空⽓中氧⽓的存在，温度也极为重要。

所以在应⽤氮⽓保护之时，应当保证器件温度降⾄⼀定温度下，才能接触空⽓与氧⽓接触。

⽐如，IGBT模块的DBC焊接，应当保证Cu表⾯温度升⾄50C以上以及焊接后表⾯温度下降⾄50C之前保证在N2环境下才能完全避免氧化。

收稿日期：2012-05-22薄膜基板芯片共晶焊技术研究巫建华（中国电子科技集团公司第43研究所，合肥230088）摘要：共晶焊是微电子组装技术中的一种重要焊接工艺，在混合集成电路中得到了越来越多的应用。

文中简要介绍了共晶焊接的原理，分析了影响薄膜基板与芯片共晶焊的各种因素，并且选用Ti/Ni/Au 膜系和AuSn 焊料，利用工装夹具在真空环境下通入氮、氢保护气体的方法进行薄膜基板芯片共晶焊技术的研究。

关键词：共晶焊；空洞；剪切强度；接触电阻Research on chip eutectic technology of thin film substrateWU Jian-hua(The 43th Research Institute of China Electronic Technology Group Corporation ，Hefei 230088，China)Abstract:Eutectic is an important technology of micro-electronics assembly.It is more and more used in hybrid circuit.This paper describes briefly Principle of eutectic ，and analyzes factors influencing on chip eutectictechnology of thin filmsubstrate .It uses Ti/Ni/Au film and AuSn solders ，also designs fixture and studies chipeutectic technology of thin film substrate by importing nitrogen and hydrogen shielding gas in vacuum atmosphere.Keywords:eutectic ；void ；shear strength ；contact resistance随着集成电路向着高性能、高密度、高可靠性以及小型化、低成本的方向发展，对芯片的安装焊接工艺提出了更高的要求，将芯片与基板或管壳互连时，主要有导电胶粘接和共晶焊接两种方法，在高频电路大功率芯片的安装中，由于导电胶的电阻率大、导热系数小，会造成器件损耗大，管芯热阻大，结温高，影响功率输出和可靠性。

金锡焊料及其在微电子封装中的应用张春杨（西安电子科技大学微电子学院140712班）摘要：在功率放大器微电子器件制造工艺中，硅芯片在工作中会产生大量的热，故其结构需要一个良好的散热通道。

金基钎料比锡基或铅基钎料有较优良的热导性和较高的熔点，同时具有较高的抗热疲劳性能，因此，金基钎料是性能优良的微电子器件封装用材料。

AuSn20 钎料除可用于芯片与电路基材的连接外，还可广泛用于多种高可靠电路气密封装。

本文介绍了Au80％Sn20％焊料的基本物理性能。

同时介绍这种焊料在微电子、光电子封装中的应用。

关键词：金锡合金；钎料；微电子封装；光电子封装Abstract:In the power amplifier manufacturing process during microelectronics devices, the silicon chip will generate a lot of heat in the work, so the structure needs a good cooling channel. Gold-based solder has a better thermal conductivity and high melting point than tin-based solder or lead-based solder,and at the same time it has a high thermal fatigue resistance,therefore, gold-based solder is excellent microelectronics device packaging material.AuSn20 solder can be used to connect chips and circuit substrates, it can also be used in a variety of high-reliability circuit hermetic package.This article describes the physical properties of eutectic Au/Sn Solder alloy and its applications for rnicroelectronics and optoelectronis packagings.Key words：Au Sn Solder alloy;Solder;Microelectronics Packaging;Optoelectronic Packaging 1.前言钎焊是组装电子产品的一项重要技术。

助焊剂型号及应用情况1. 应用背景助焊剂是一种用于提高焊接质量的辅助材料，主要应用于电子元器件的制造和维修中。

助焊剂的主要作用是清洁焊接表面、防止氧化、提高润湿性和增强焊接强度。

根据不同的应用场景和特点，市场上存在着多种型号的助焊剂。

2. 常见助焊剂型号及应用情况2.1 RMA-218RMA-218是一种常见的助焊剂型号，它通常应用于表面贴装技术（SMT）和无铅焊接工艺中。

2.1.1 应用过程使用RMA-218进行无铅焊接时，首先需要将助焊剂涂布在焊接表面或者组件引脚上。

然后通过热风枪或者回流炉对其进行预热，使其达到适当温度。

最后进行焊接操作，将组件引脚与PCB（Printed Circuit Board）连接。

2.1.2 应用效果RMA-218具有良好的润湿性能和卓越的清洁性能，可以有效清除焊接表面的氧化物和污染物，提高焊接质量和可靠性。

它还能够有效防止焊接过程中的氧化反应，减少焊接缺陷的产生。

2.2 RA型助焊剂RA型助焊剂是一种酒精基助焊剂，常用于手工焊接和波峰焊接工艺中。

2.2.1 应用过程在手工焊接过程中，首先将RA型助焊剂涂布在需要焊接的引脚或者焊盘上。

然后使用烙铁对其进行加热，使其达到熔点并与引脚或者焊盘连接。

在波峰焊接工艺中，RA型助焊剂通常被涂布在PCB表面，通过波峰炉对其进行加热和连接。

2.2.2 应用效果RA型助焊剂具有优异的润湿性能和清洁性能，在手工焊接过程中可以提高锡与被连接材料之间的润湿性，使得焊点更加均匀且可靠。

在波峰焊接工艺中，RA型助焊剂可以有效清除PCB表面的氧化物和污染物，提高焊接质量。

2.3 Water-Soluble助焊剂Water-Soluble助焊剂是一种水溶性助焊剂，主要应用于精密电子元器件的制造和维修。

2.3.1 应用过程使用Water-Soluble助焊剂时，首先将其溶解于适量的水中，形成水溶液。

然后将水溶液涂布在需要焊接的表面或者引脚上。

通过热风枪或者回流炉对其进行加热，使其达到熔点并与引脚或者表面连接。

第３２卷第５期　刘平，等：结构分析（ＣＡ）在电子组装领域的应用　２６１　构的复杂化，ＣＡ将成为供应商和用户重要的评估手　段，也必将在工程实际中发挥重大的作用，把结构性　问题消灭在萌芽之中，提高生产质量和效率。　

参考文献：　［１］龚欣．航天用ＤＣ／ＤＣ电源模块结构分析研究［Ｊ］．电子元器件与　可靠性，２０１０，２８（５）：２３—２８．　［２］张延伟，江理东，陈志强．一种新的元器件可靠性评估方法一　结构分析（ＣＡ）　．可靠性物理与失效分析技术，２００３，（５）：ｌ一３．　［３］Ｓｕｅ　Ｂｒｏｗｎ，Ｊｅｆｆ　Ｃａｍｐｂｅｌｌ，Ｓｈｅｒｒｉ　Ｇｒｉｆｆｉｎ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｉｌｕｒｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　Ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ｉｎ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ｃｈｉｐｓ　ｄｕｒｉｎｇ　Ｒｏｕｔｉｎｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｃ］．　Ｍｅｍｏｒｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｒｅｃｏｒｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　１９９９　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐ　ｏｎ，Ｓａｎ　Ｊｏｓｅ，ＣＡ，ＵＳＡ，１９９９：３４－３９．　【４］刘平，刘建勇，姚啡．ＳＥＭ／ＥＤＸ和ＦＴＩＲ在手机电触点失效分析　方面的应用［ＪＪ．失效分析与预防，２０１０，５（２）：１　１４—１１８．　［５］林金堵，吴梅珠．ＰＣＢ镀通孔发生“空洞”的根本原因和对策　【Ｊ］．印制电路信息，２０１０，（４）：３１—３４．　【６］宋长发．电子组装钎焊缺陷研究【　电子工艺技术，２０１０，３１　（５）：２７８—２８０．　［７］张玲芸．手工焊接的质量控制［Ｊ１＿电子工艺技术，２０１０，３１　（４）：２１９—２２２．　［８］陈增生．ＳＭＣ／ＳＭＤ的手工焊接工艺技术［Ｊ】＿电子工艺技术，　２００９，３０（５）：２７９—２８１．　收稿日期：２０１１－０８—２５　（上接第２５４页）　列各种常用类型和尺寸的预成型焊片的润湿性　评价标准，实际生产中只要对比抽样的实验数据和　标准，按照前述评价方法，就能在短时间内确定该　批次预成型焊片是否符合要求。比如１．Ｏ０　ｍｍ　Ｘ　１．Ｏ０　ｍｍ　Ｘ　０．０３　ｍｍ的Ｓｎ６３Ｐｂ３７预成型焊片，在空气中与表　面镀镍金的ｃｕ基板加热￣１Ｊ２３３℃，在助焊剂作用下，　焊片几乎铺满整个基板，铺展率大大超过１００％，如　图ｌ　８所示，￣ｌＪＳｎ６３Ｐｂ３７焊片在表面镀镍金的Ｃｕ基板上　的润湿性级别可定义为极好。若某批次产品抽检结果　出现了异常情况，则说明该批次产品存在问题。　图１８　Ｓｎ６３Ｐｂ３７焊片铺展现象　３结论　本文根据预成型焊片的特点和其他润湿性测试　方法的局限性，创新性地提出了一种润湿性动态测试　方法。进一步，为了验证该方法的可行性，本文自行　设计了一套简单的动态测试系统，并对Ｓｎ６３Ｐｂ３７、　ＳＡＣ３０５和Ａｕ８ＯＳｎ２０三种预成型焊片的润湿性能进行　测试，所得结论如下：（１）该润湿性动态测试方法切实　可行，能对焊料润湿性进行分级评判；（２）该润湿性动　态测试方法直观性好，可得到焊料熔化过程的细节；　（３）该润湿性动态测试方法简单方便，其动态参数可以　为研究某一个时刻的预成型焊片的润湿性能作参考；　（４）该润湿性动态测试方法的适用对象并不局限与预成　型焊片，对其他形状的焊料也可以使用，特别是针对　厚度小和尺寸小的焊料。　

Au80%Sn20%焊料1钎料温度适中钎焊温度仅比它的熔点高出20～30℃(即约300～3 10℃)。

在钎焊过程中，基于合金的共晶成分，很小的过热度就可以使合金熔化并浸润，另外，合金的凝固过程进行得也很快。

因此，金锡合金的使用能大大缩短整个钎焊过程周期。

金锡合金的钎焊温度范围适用于对稳定性要求很高的元器件组装。

同时，这些元器件也能够承受随后在相对低一些的温度下利用无铅焊料的组装。

这些焊料的组装温度大约在260℃。

2高强度在室温条件下，金锡合金的屈服强度很高。

即使在250～260℃的温度下，它的强度也能够胜任气密性的要求。

材料的强度可与一些高温钎焊材料相当，只是钎焊过程可以在相对低得多的温度下完成。

3无需助焊剂由于合金成份中金占了很大的比重(80％)，因此材料表面的氧化程度较低。

如果在钎焊过程中采用真空，或还原性气体（如氮气和氢气）的混合气气氛，就不必使用化学助焊剂。

4具有良好的浸润性金锡合金与镀金层成分接近，因而通过扩散对很薄镀层的浸溶程度很低，同时也没有像银那样的迁徙现象。

5低粘滞性液态的金锡合金具有很低的粘滞性，从而可以填充一些很大的空隙。

另外，Au80％Sn20％焊料还具有高耐腐蚀性、高抗蠕变性及良好的导热和导电性能。

Au80％Sn20％焊料的不足之处是它的价格较昂贵，较脆，延伸率很小，不易加工。

由于金锡合金的热力学性能决定了它许多的使用性能，因此了解合金的一些基本热力学性能是必要的。

金锡能够在80 wt％金和20wt％锡的成分比例下形成共晶合金，如图1-1所示。

金锡合金在280℃的共晶反应为L????。

在合金的此反应附近，主要包括?? (AuSn)相，ζ相和δ(AuSn)相。

在??相中，锡的重量百分比为10.7％，它具有六角结构，在190℃以下是稳定相。

ζ相由包晶反应β+L?ζ形成，在521℃，ζ相锡的重量百分比为5.7％；在280℃，此百分比为11.3％；而在190℃，此百分比为8.8％，ζ相具有镁型六角密排结构。

SMT 常用部分英文技术术语－辅料部分1,产品名称Lead-Free 无铅Material 资料No-residue 低残留No-clean 免冲洗Solder Paste 锡膏Solder Bar 锡条Solder Wire 锡线Solder Perform 预成型锡料Solder Sphere 球形锡料Flux 助焊剂Cleaner 冲洗剂Thinner 稀释剂Surface Mount Adhesive 表面贴装胶Underfill/Underfiller底部填补胶/填料Encapsulant/ Sealant 密封剂 / 胶Adhesive 胶/ 粘合剂Instant Adhesive 速凝胶Bonder 邦定胶 / 黑胶Abrasive 研磨剂Silicone 硅脂Accelerator 促使剂，加快剂Saponifier 皂化剂Coating 涂料，覆料Activator 活化剂，活性剂Inhibitor 阻缓剂Thermally Conductive Adhesive 导热胶Thermally Conductive Silicone 导热硅脂Electrically Conductive Silicone 导电硅胶2，客户产品名称 &客户部门及各部门职工职称液晶显示器 LCD（Liquid Crystal Display）发光二极管 LED（Light Emitting Diode）电阻 resistance电阻器 resistor整流器 rectifier电容 capacitance电容器 capacitor/capacitator电感 inductance电感器 inductor/inducer变压器 transformer蓄电池 storage battery继电器 electrical relay充电器 charger/ battery charger电源 power/ power supply集成电路 IC（Integrated Circuit）电路板 circuit board不中断电源 UPS（Uninterruptable Power Supply）连结器 connector操作指导书 / 工艺文件 operation guide/ process paper 设计文件 Design Document技术标准 technical standard3，产品测试项目Density/Specific Gravity 比重Colour 颜色Odor 气味Solid Content/ Percentage non volatile 固体含量Halide Content 卤化物含量Flash Point 闪点Acid Number/Value 酸值（酸价）Viscosity 粘度值Foaming test 起泡试验Physical state/ Appearance 物理状态PH Value 酸碱度Boiling Point 沸点Melting Point 熔点Upper Explosion Limits in air 空气中爆炸上限Lower Explosion Limits in air 空气中爆炸下限Solubility in water 水溶解度Dynamic Viscosity 动向粘度值Required Thinner 使用稀释剂 / 配套稀释剂Water Content 含水量Vapor Pressure 蒸汽压力Evaporation Rate 挥发率 / 挥发速度Drying Point 干点TLV（Threshold Limit Value）临界值，极限值TLV of Solvent 允许吸入量Glass Transition Temperature 玻璃化温度Coefficient of Thermal Conductivity 导热系数Tensile Strength 抗拉伸强度Shear Strength 抗剪切强度Powder Mesh Size/Shape 粉末（颗粒）尺寸 / 形状Metal Content 金属含量Copper Mirror 铜镜测试Silver Chromate 铬酸银测试SIR（Surface Insulation Resistance）表面绝缘阻抗Volume Resistance 体积电阻率Hardness 硬度Dielectri Constant 介电常数dielectric loss 介电消耗dielectric loss angle tangent 介电消耗角正切water absorbing capacity 吸水率grain size/particle size 颗粒（大小）散布rate of expansion 扩展率shrinkage factor 缩短率adhesion strength/bonding strength 粘接强度linear expansion coefficient 线性膨胀系数degree of liberation 游离度coefficient of thermal conductivity导热系数Corrosion 腐化测试Ductility factor 延展性系数Thixotropy 触变性Thixotropy index 触变性指数linear coefficient of thermal expansion 线性热膨胀系数Elasticity Coefficient 弹性系数Creep Strength 抗蠕变强度Whisk Test 锡须发生测试（或其余金属须）4，助焊剂单位 &包装 & 标签单位Oz 盎司（ Ounce，1Oz＝）g/gm 克（ gram）℃摄氏度 [Celsius, 1℃＝（ T×＋32）＝℉]℉华氏度 [Fahrenheit, 1℉＝（ T-32）/1.8=-℃]L 升/ 公升 [Litre, Liter, 1L＝（英），＝0.2641 加仑（美，液） ]Pound/Lb.磅（ 1 磅＝0.4536 千克）Gal.加仑 [Gallon, 1Gal（英）＝4.5461 升， 1Gal（xx）＝3.7854 升]标签Shelf Life 储存寿命Working Life 工作寿命Lot No.批号Net/Net Weight 净重Exp. Date 有效期至Mfg. Date 制造日期5，质量管理专业术语QC（quality control ）质量管理（员）SQC（Statistical Quality Control）统计质量管理TQC（Total Quality Control）全面质量管理AQL（Acceptable Quality Level）同意水平，可接受质量等级QA（Quality Audit）质量稽核QE（Quality Engineering）质量工程IPQC（In Process Quality Control）制程查验FQC（Final Quality Control）最后查验，线上查验OQC（Outgoing Quality Control）出货查验SIP（Standard Inspection Procedure）查验标准MQM （Modern Quality Management）(日本 )现代质量管理系统（比 ISO9001 严格） QCC（Quality Control Circle）Check Sheet6，其余项目被欧盟严禁的有害物质Lead 铅 PbCadmium 镉 CdMercury 汞 / 水银 HgHexavalent Chromium 六价铬 Cr＋6PBB（Polybrominated biphenyls）溴化联苯PBDE（Polybrominated biphenyl ether ）溴化联苯醚常有金属中英文名tin xxSnlead 铅 Pbsilver 银 Agcopper 铜 Cubismuth 铋 Bizinc 锌 Znnickel 镍 Niantimony 锑 Sbaluminum 铝 AlCadmium 镉 Cdferrum 铁 Fechromium 铬 Crarsenic 砷 Asxx名称及缩写Japan xxTaiwan xxTaiwan District 台湾地域Hongkong xx（United States of America）美国（United States）美国South Korea xx品管圈核查表，审察表（United Kingdom）英国，结合王国Italy xxWEEE―（Waste From Electrical And Electronic Equipment）欧盟《对于报废电子电器设施指令》（简称：WEEE指令）ROHS―（The Use Of Certain Hazardous Substances In Electrical And Electronic Equipment）欧盟《对于在电子电气设施中限制使用某些有害物质指令》（简称：ROHS指令） ISO（International Organization for Standardization）国际标准化组织Rework/Reworking 返修CAS xx化学文摘EMSOEMOSPENIGIMAgIMSnSAC（Sn/Ag/Cu）MSDS（Material Safety Data Sheet）Preheat ZoneSoak ZoneRamp to ReflowReflow ZoneCooling ZoneReflow SolderingWave SolderingSMTSMC（Surface Mount Component）SMD（Surface Mount Device）SMA（Surface Mount Assembly）电子制造服务代工，代理制造商有机可焊性保护膜代镍浸金浸银浸锡SMT常用部分英文技术术语辅料部分锡银铜合金资料安全规格表预热区汲取区升温区再流区冷却区再流焊波峰焊表面组装技术表面组装元器件表面组装元器件表面组装组件11/1111 / 11。