电子封装领域中,随着元器件集成度不断提高,微电子焊接技术已成为制约电子封装领域进一步发展的关键因素之一,因为一个焊点不良就会导致整个产品失效。近年来激光钎焊呈现出很强的技术优势,成为微电子封装研究领域关注的热点。本文以Sn58Bi焊膏为焊接材料,研究了激光钎焊过程中溶剂、成膜剂和活性剂对焊料飞溅产生的影响,并对激光钎焊焊点的显微组织及力学性能方面进行了分析和测试。研究显示,焊膏中若采用不同的溶剂,则在激光钎焊过程中产生不同程度的焊料飞溅。焊料的飞溅与溶剂气化有关。溶剂气化温度越高,焊膏产生的焊料飞溅量也就越少。此外,溶剂在焊接升温的低温阶段和高温阶段的气化特性对于焊料飞溅的影响是不同的。溶剂在焊接升温的低温阶段发生气化的量越少,焊膏产生焊料飞溅的量就越少。在焊接升温的高温阶段,溶剂发生气化的量对于焊料飞溅没有明显的影响。焊膏的粘度主要取决于成膜剂,而焊料在激光钎焊过程中的飞溅与焊膏粘度之间存在着密切的关系。焊膏粘度越高,焊料飞溅越少。飞溅产生的形式也与焊膏粘度有关,其中锡珠是更大尺寸的飞溅,若焊膏粘度在60Pa.s以上,锡珠产生的几率非常小;而焊膏粘度在60Pa.s以下,锡珠产生的几率则大大增加。与回流焊工艺相比,激光钎焊过程要求更高的助焊剂活性。这是因为激光钎焊的温度高而时间短,助焊剂的活性会因为活化不足以及活性剂的损失而降低。如果助焊剂活性达不到激光钎焊要求的水平,钎焊的过程中会产生大量的锡珠飞溅。在一定的范围内,增强助焊剂的活性可以有效地减少焊料的飞溅。然而过多地增加助焊剂,无助于飞溅的减少。采用Sn58Bi作为钎焊合金的激光钎焊点组织是典型的Sn+Bi共晶组织。由于冷却速度高,共晶组织很致密,富Sn相和富Bi相的晶粒细小,没有出现二次析出。焊接时间对焊点焊料合金基体组织形貌没有明显的影响。若激光输出功率设置为1w,焊接时间必须大于300ms,才能保证被焊件(片式电阻)与基板牢固结合。实验结果显示,若焊接时间为300ms,接头的剪切强度可达到68.1N,远超出了行业规范(标准)的要求。进一步延长焊接时间对提高接头强度的效果并不明显。SEM观察显示,激光钎焊焊点的钎焊料与焊盘之间存在界面化合物,化合物层的厚度随焊接时间的延长逐渐增大。在300ms至1500ms之间的焊接时间内,所形成的界面化合物厚度小于1μm,远小于回流焊点的界面化合物层厚度。