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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：
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为了节约重要资源，我们努力减少材料的使用，并希望有一天我们的产品只使用再生或可再生材料。在实现这一转变的同时，我们仍致力于负责任地采购原材料。我们很自豪能成为负责任地采购产品矿物的全球领导者。我们绘制了许多材料的地图，其中一些是矿物来源，并为冶炼厂和精炼厂制定了最严格的标准。Apple 还要求所有已确定的锡、钽、钨、金、钴和锂冶炼厂和精炼厂参与第三方审核。13 到 2025 年，我们计划在所有 Apple 设计的电池中使用 100% 再生钴，14 在所有 Apple 设计的刚性和柔性印刷电路板中使用 100% 再生锡焊料和 100% 再生金镀层，并在所有磁铁中使用 100% 再生稀土元素。我们的产品设计还考虑到制造、使用和回收我们产品的人的安全，限制使用数百种有害物质。我们的标准超出了法律保护人类和环境的要求。
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利用大气等离子体将氧化锡纯化学还原为金属锡，以改善无铅互连回流
电话：914-945-3070（SETNA 为 603-548-7870）电子邮件：kwlee@us.ibm.com（SETNA 为 eschulte@set-na.com）摘要锡合金被广泛用作电子互连的焊料。锡焊料表面往往有锡氧化物，需要将其去除以提高互连回流工艺（如倒装芯片连接）的产量。传统上，使用强助焊剂去除这些氧化物，但此工艺的缺点是会留下助焊剂残留物，这可能导致底部填充分层或需要高成本的清洁工艺。随着焊料凸块体积和凸块间间距的减小，这些问题在制造过程中变得更加难以处理。我们建议使用大气等离子体来减少凸块表面的这些氧化物，以便使用非常轻的助焊剂，甚至根本不使用助焊剂。此工艺具有等离子表面处理的优点，而没有真空等离子工艺的成本和产量损失。这种工艺可以提高产量和产量，同时降低成本。我们描述了一个实验，其中锡箔用还原化学大气等离子体工艺处理，然后用X射线光电子能谱 (XPS) 和俄歇电子能谱 (AES) 进行分析。AES 深度剖面分析表明，等离子体显著降低了氧化锡的厚度。没有证据表明任何蚀刻底层元素锡。这些结果表明，氧化锡被还原为金属锡，而底层锡金属没有被蚀刻。在另一个使用带有 SnAg 焊料的半导体芯片的类似实验中，XPS 结果表明氧化锡再次被还原为金属锡。在倒装芯片连接中，使用这种大气等离子体处理的芯片的连接工艺实现了高互连产量，即使在质量差且氧化过度的焊球的情况下也是如此。据我们了解，以前没有报道过在环境中用大气等离子体对氧化锡进行纯化学还原。关键词无铅焊料倒装芯片连接、氧化锡还原、大气等离子体和半导体互连