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在电子封装和制造领域,Sn-Bi(锡-铋)合金具有低熔点和低工艺温度特点,十分适用于温度敏感元器件软钎焊及分级钎焊,工艺温度低又切合了节能和环保的理念与趋势,故近年来对Sn-Bi系低温锡膏的研发和应用已成为国内外热点之一。但锡膏回流温度低也要求与之匹配的助焊剂活性温度低,而助焊剂低活性温度又使其常温活性增强,导致锡膏在储存和印刷时稳定性变差,用于传统Sn-Pb锡膏和新型Sn-Ag-Cu锡膏的助焊剂体系已不能满足Sn-Bi锡膏的性能要求,须重新设计与研发助焊剂。Sn-Bi共晶合金中高Bi含量(?58%)还导致其相对常规锡膏回流焊时更易出现工艺缺陷,如飞溅(锡珠)、焊点发黑等,严重影响工艺性与产品可靠性从而影响其广泛应用。电子封装低温化是发展的大趋势,研制出用于低温电子封装的高性能Sn-Bi锡膏显得尤为迫切和必要。论文首先根据Sn-Bi锡膏助焊剂的功能和要求,通过控制变量法和正交试验法对助焊剂各主要组分进行选取和复配优化,并以锡膏黏度值为指标确定Sn-Bi合金粉在锡膏中的百分比,得到Sn-Bi锡膏基础配方。在此基础上,针对Sn-Bi锡膏常见工艺缺陷进行深入探索并提出解决方案,辅以单变量实验对锡膏助焊剂部分组分及配比进行改进和优化,最终研制出兼具创新性和实用性的高性能Sn-Bi锡膏。将研制的Sn-Bi锡膏与同类商用锡膏进行对比评价,并对影响Sn-Bi锡膏工艺性能的因素和作用机制进行了探讨。研究结果表明,对助焊剂中溶剂、松香和活性剂分别进行多组分合理复配时更能优化锡膏性能;部分高效活性盐虽能有效提升助焊剂助焊活性,但同时会加剧助焊剂常温活性,造成锡膏储存性变差,而加入优选的腐蚀抑制剂能有效抑制Sn-Bi合金粉的常温腐蚀;同时,锡膏中触变剂、增粘剂和合金粉比例均会影响锡膏的流变特性,且合金粉含量越高时黏度值对其变化越敏感。通过合理调节锡膏中表面活性剂、成膜剂和合金粉比例可减少锡珠和反润湿缺陷。与同类型两种知名品牌商用锡膏的对比评价结果表明,研制的Sn-Bi锡膏综合性能与其相当,并在某些性能上具有明显优势。对研制的Sn-Bi锡膏工艺性能研究表明,回流温区的升温速率和峰值温度提高会提升Sn-Bi锡膏铺展润湿能力;预热保温时间和回流温区升温速率对锡珠缺陷的严重程度具有显著影响,锡珠主要是由一些高Bi含量的钎料球在回流温区的升温阶段被助焊剂推落至焊点边缘所致。