微电子焊接助焊剂及其焊点组织研究

摘要

本文以有机酸为活性剂，以铺展率作为衡量指标，进行了活性剂筛选和配比优化，配制出性能优良的助焊剂，并对其助焊性能进行了测试。以Sn37Pb/Cu焊点为参比，研究了Sn3.0Ag2.8Cu/Cu焊点界面上显微组织及金属间化合物层在等温时效条件下的变化规律；研究了电镀Ni层和化学镀Ni(P)合金层对Sn3.8Ag0.7Cu/Cu焊点界面层扩散的抑制作用。结果表明： （1） 活性剂的含量存在一个最佳值：3﹪～5﹪，复合活性剂与单组分活性剂相比，能够有效提高助焊剂的扩展率。所研制的助焊剂扩展率高于目前传统松香型焊剂膏，焊后无残留物，无腐蚀。 （2） 经过等温时效处理后，Sn3.0Ag2.8Cu/Cu焊点中IMC层的生长速度常数为5.65×10<'-1>μm/h1/2，Sn37Pb/Cu焊点中IMC层的生长速度常数为4.76×10<'-1>μm/h1/2，Sn3.0Ag2.8Cu与铜的反应速度比Sn37Pb与铜的反应速度快，金属间化合物的生长属于扩散控制。 （3） Sn3.8Ag0.7Cu/Ni/Cu与Sn3.8Ag0.7Cu/Ni(P)/Cu焊点界面层中的的金属间化合物为(Cu,Ni)6Sn5。焊点Sn3.8Ag0.7Cu/Ni/Cu在焊后和时效过程中Cu和Sn之间通过Ni层有互扩散和反应，而Cu3.8Sn0.7AgCu/Ni(P)/Cu焊点界面没有发现扩散。化学镀Ni(P)合金作为扩散阻挡层能够有效的抑制Sn3.8Ag0.7Cu/Cu焊点中Sn和Cu的互扩散和反应。