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电子产品的迅猛发展推动着集成电路封装向高密度、高性能以及智能化模式发展。球栅阵列(Ball Grid Array,简称BGA)封装技术满足电子产品具有更高的可靠性、更好的散热性以及电学性能的要求,成为目前使用最普遍的封装技术。BGA封是通过在封装体基板的底部制作阵列锡球来实现芯片系统的数据传输和机械连接,锡球的性能优劣直接影响直接影响BGA封装中焊点的可靠性,锡球质量也决定着封装质量。Sn3.0Ag0.5Cu钎料具有机械强度高、焊接性能好、焊点可靠性高等优点,由其制备而成的BGA锡球也成为电子封装行业的主流产品。但是Sn3.0Ag0.5Cu钎料抗氧化性差,生产的锡球易氧化,影响锡球的外观质量和产品成品率。合金化是提高钎料抗氧化性的主要方法,通过选择添加合适的合金元素,可以提高合金的抗氧化性。但是微量元素元素对Sn3.0Ag0.5Cu钎料抗氧化性的研究不多,SAC305锡球在电子封装行业的大量使用使本次研究显得十分必要。本论文以Sn3.0Ag0.5Cu为研究对象,在钎料合金的基础上添加微量P、Ga两种元素,采用中频感应加热设备熔炼合金,采用激振喷射原理制得球径为0.4mm的锡球。通过对不同成分锡球真球度、色度、润湿性能以及表面质量检测,研究P、Ga两种元素对锡球的真球度、色度、润湿性能以及表面质量等影响原因,进而优化钎料合金成分,获得综合性能较好的锡球。研究结果表明:在Sn3.0Ag0.5Cu钎料中添加微量P、Ga元素,会改变合金的熔化温度和合金表面氧化膜结构,从而影响锡球的真球度、色度和润湿性能。P元素质量分数在0-0.1%时,锡球真球度逐渐下降,成形度变差,P元素的加入对锡球成形不利。当P元素添加量为0.05%时,锡球真球度由未添加时的98.9%下降至98.6%;当P元素添加量为0.07%时,锡球真球度继续下降至98.5%;当P元素添加量为0.1%时,锡球真球度最小为98.3%。P元素对锡球色度的影响来看,随着P元素添加量的增加,锡球色度值逐渐下降,当P添加量为0.05%时,锡球色度值为73.98NBS;当P添加量为0.07%时,锡球色度值为73.68NBS;当P元素添加量达到0.1%时,锡球色度值急剧下降,降至71.54NBS。润湿性能方面,P元素对锡球铺展面积影响较大,不添加P元素时锡球的铺展面积为61.3mm~2,当P添加量为0.05%时,锡球铺展面积减小为48.04mm~2,继续添加P元素,达到0.07%时,锡球铺展面积为46mm~2;当P元素添加量增加至0.1%时,锡球的铺展面积最小为30.8mm~2,仅为SACA305锡球铺展面积的一半。实验结果表明,P元素的添加对SAC305锡球真球度、铺展面积以及色度均显示出不利影响。Ga元素质量分数在0-0.1%时,随着Ga元素添加量的增加,锡球真球度先增加后又减小,当Ga元素质量分数为0.07%时,锡球真球度最大为99.1%,此时锡球成形度最好;锡球色度随Ga元素添加量增加先增加后又减小,Ga元素添加量为0.05%时,锡球色度值最大为75.02NBS;不含Ga元素锡球的铺展面积为61.3mm~2,随着Ga元素添加量的增加,锡球的铺展面积逐渐增加,当Ga元素添加量增加至0.1%时,锡球的铺展面积最大为64.9mm~2。试验结果表明,当Ga元素添加量为0.05%时,锡球各方面性能优良,锡球表面质量较好。试验对P元素添加量为0.1%和Ga元素添加量为0.05%的锡球放置一段时间后进行摇晃实验,结果表明,锡球放置和机械振动都会使锡球色度值下降,当摇晃时间6h时,锡球色度值分别降至69.92NBS。