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BGA用納米顆粒強(qiáng)化焊錫球制備方法與流程

509 編輯：中冶有色網(wǎng) 來源：北京工業(yè)大學(xué);

2023-09-21 14:23:38

本發(fā)明涉及一種BGA用納米顆粒強(qiáng)化的焊錫球制備方法，屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為電子封裝材料。背景技術(shù)：目前BGA封裝采用的多為SAC305無鉛焊錫球，在無鉛焊料中有著相對最好的焊接性，但是其疲勞抗性差。目前的無鉛共晶合金也需要提升自身性能以滿足電子封裝日益增加的要求，無鉛焊料有兩個(gè)發(fā)展趨勢為業(yè)界關(guān)注，一是無鉛焊料的多組元合金化，即以現(xiàn)有的Sn基或者Sn-Ag基等無鉛焊料為基礎(chǔ),在其中添加多組元合金元素，以增加組元的方式來改善焊料的性能；另一個(gè)方向則是復(fù)合無鉛焊料，主要是以Sn基或者Sn-Ag、Sn-Ag-Cu基等無鉛焊料為基礎(chǔ)，通過內(nèi)生或者添加增強(qiáng)相的方式來制備復(fù)合無鉛焊料。研制復(fù)合焊料的主要目的是通過增強(qiáng)相使得焊料內(nèi)部保持一個(gè)穩(wěn)定的顯微組織及均勻變形，從而改進(jìn)焊料的可靠性，改善和彌補(bǔ)基體合金性能上的某些不足，提高焊點(diǎn)的力學(xué)性能，特別是抗熱力疲勞性能及抗蠕變性能，進(jìn)而全面提升焊點(diǎn)的使用壽命。此外，這種強(qiáng)化的另一個(gè)重要特征是基本不會(huì)改變原基體焊料的熔點(diǎn)、潤濕性等工藝特性，同時(shí)能夠有效地?cái)U(kuò)大其工作溫度范圍，當(dāng)強(qiáng)化粒子的尺寸小于1μm時(shí)還能夠有效細(xì)化顯微組織。焊錫球是電子元器件封裝連接的重要工業(yè)原材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、制造業(yè)、汽車制造業(yè)、維修業(yè)等，存在于各種BGA結(jié)構(gòu)之中，也為軟釬焊釬料研究提供了參考。隨著納米材料的興起，其漸漸開始應(yīng)用于復(fù)合釬料的制備中。本課題組對添加POSS顆粒的復(fù)合釬料可靠性已進(jìn)行了研究，其能有效減緩電遷移速率，并且延長焊點(diǎn)熱疲勞壽命，而碳納米管作為一種新興材料，優(yōu)異的導(dǎo)電傳熱性、高彈性模量、良好的韌性，其復(fù)合釬料也有很大的研究價(jià)值。目前傳統(tǒng)無鉛焊錫球的制備流程有線切熔融工藝、噴霧成型工藝和擺動(dòng)成型工藝等，其成本高，設(shè)備耗資耗材量大，要求粉末或塊狀原料至少10Kg，只適用于大批次焊錫球的制備，而且加熱溫度較高，環(huán)境凈化要求高，工藝流程復(fù)雜。目前還沒有添加納米顆粒BGA焊錫球的制備實(shí)例，對于小批次要求、各種直徑焊錫球的制備還沒有良好的解決方案。如何能夠減少成本，方便研究各種成分，在小的原料總量下制備出可用的納米顆粒強(qiáng)化BGA球，這些對于高校和研究所的研究具有很大便利。本發(fā)明就是著眼于傳統(tǒng)BGA無鉛焊錫球的制備問題，提供了一種適用于實(shí)驗(yàn)室的可以自己動(dòng)手的新型材料(納米顆粒強(qiáng)化)BGA焊錫球的制作方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明

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