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金锡焊料合金及其在电子封装中的应用
2 清华大学微电子研究所，北京 100084 1. 引言 焊接是电子产品组装中的一项重要技术。为了形成良好的焊点，焊料的选择非常重要。焊料的可焊性、熔点、强度和杨氏弹性模量、热膨胀系数、热疲劳和蠕变性能以及抗蠕变性能都会影响焊点的质量。共晶 Au80Sn20 焊料合金（熔点 280 C）已在半导体和其他工业中应用多年。由于一些优异的物理性能，金锡合金逐渐成为光电子器件和元件封装中最好的焊接材料之一。 2. 物理性能 Au80Sn20 的一些主要物理性能如表 1 所示，从中可以看出金锡焊料的优点如下：
焊料是形成
焊料是金属的组合，形成熔点低于任何组合元素的合金。在合金的过程中，将金属添加并熔化在一起，然后冷却到合金熔点上方的预定点。对于电子级锡铅（SN63/pb37）棒，这将是高于183°C（361°F）的点，对于诸如SAC305（SN96.5/ag3.0/CU0.5）等无铅合金，这将是高于217-219°C（423-426-426-426-426°F）的点。合金融化时，合金的表面暴露于空气中。空气在合金表面上的这种相互作用形成一个称为滴滴的氧化物层。滴头和合金的密度非常相似，这会导致两者的缓慢分离。通常，Dross与杂质无关，而与氧化速率无关（尽管某些杂质（例如铝（Al）和锌（Zn））确实会增加由于它们的快速氧化而增加了掉落速率）。在IPC-J-STD-006指定的限制范围内的大多数杂质被认为可以接受普通焊接，并且不会导致滴落形成。是什么导致某些酒吧焊料比其他焊料更多？某些公司通常使用回收金属在其钢筋焊料的生产中使用。这并不一定意味着该条质量差。然而，由于过去的炼油做法不佳，人们普遍认为，在钢制焊料中使用再生金属是不可接受的。使用再生金属引起的一个常见问题是，在化学去除杂质的过程之后，化学物质或氧化金属
焊料联合可靠性分析和双行QFN的测试...
抽象QFN软件包已成为移动应用程序的主流设计。随着越来越多的应用程序采用QFN样式软件包，I/O计数要求正在增加。在QFN包装中增加PIN数的典型方法是增加体型以适应其他铅手指。这是不可取的，因为移动设备用户正在推动较小的包装尺寸。通过使用双行设计，可以在相同的整体体型中添加更多的铅手指。这增加了整体性能与包装尺寸比率。先前在双行QFN软件包上发表的研究主要关注制造的设计注意事项。[1-3]由于当前设计使用标准的铅框架处理技术，因此与单行QFN生产相比，不需要其他处理策略。这项研究重点介绍了28条双排QFN软件包的板级焊接联合可靠性。在制造之前，对各种双行QFN足迹进行了机械建模DOE，以通过温度周期测试估算焊料关节寿命。建模之后是雏菊链单元的原型制造。根据JEDEC规格对雏菊链设备进行温度周期测试。进行测试，直到获得完整的寿命估计曲线为止。与单排设计相似的单行设计相比，双行设计实际上可以改善焊料关节可靠性性能。由于包装的直接弯道上没有铅指的双手，这通常是测试过程中包装中最高的应力区域，因此可以增加整体焊料关节寿命。虽然双行包装上的典型失败的铅手指仍然是距包装中心最远的距离，但这些铅手指并不位于包装角中。最终结果表明，双行QFN软件包通过温度周期测试具有良好的性能，并且性能比标准单行QFN软件包的性能提高。
NanoStar® 和 NanoFree® 300µm 焊料凸点 WCSP 应用
3 印刷电路板组装 13 .......................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.1 PCB 设计指南 13 ．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。..............3.2 PCB 焊盘布局建议 14 ..........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。............3.3 焊膏模板设计 15 ...........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.4 组件放置 15.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.5 重排 16.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
NanoStarŽ 和 NanoFreeŽ 300µm 焊料凸点 WCSP 应用
3 印刷电路板组装 13 .......................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.1 PCB 设计指南 13 ．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。..............3.2 PCB 焊盘布局建议 14 ..........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。............3.3 焊膏模板设计 15 ...........。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.4 元件放置 15 ．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3.5 回流焊 16 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
锡及其合金的表面张力，特别参考焊料
尽管锡是一种非常著名的金属，并被广泛用于工业领域，但就地壳的相对丰度而言，它是一种相当稀有的元素。全世界只有少数几个具有商业价值的锡矿（主要是氧化物锡石），因此纯锡是一种相对昂贵的商品。例如，根据伦敦金属交易所 1993 年的数据，锡的市场价值与镍相当，比铅高出约 20 倍。任何工业过程的目标都是利用最经济的操作条件来生产出高质量的最终产品。因此，鉴于金属成本相对较高，对于任何涉及使用大量锡或锡基合金的过程，充分确定最佳操作参数始终是明智之举。