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納米技術(shù)在微電子連接方面的應(yīng)用

作者: 時間:2011-12-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

3 焊接參數(shù)對斷面強度的影響

圖9顯示了焊接溫度、焊接時間、加壓等焊接參數(shù)對銀納米粒子銅觸點斷面強度的影響。從圖可得,焊接溫度和加壓是影響斷面強度的關(guān)鍵參數(shù)。在焊接溫度,強度隨著加壓增大而上升,但在焊接溫度高的情況下,加壓的影響會變小。另外就焊接溫度而言,加壓低的情況下,焊接溫度對強度影響大,而加壓增高時則焊接溫度的影響變小。所以,在260℃左右的溫度下加大壓力,而盡可能在低加壓場合提高溫度,這樣做才最有效。

4 應(yīng)對高溫?zé)o鉛焊接的可能性

銀納米粒子法的一個最佳,就是在電子領(lǐng)域的高溫?zé)o鉛焊接中。為實現(xiàn)安裝用焊料的無鉛化,人們一直在積極開發(fā)新的替代品。原來使用的Sn-Pb共晶焊料(屬低中溫焊料)將由Sn-Zn系代替。但對于封裝內(nèi)焊接所使用的富鉛焊料(Pb≥85%的Sn-Pb焊料),目前還沒有合適的替代品。

圖9 銀納米粒子銅觸點的強度受焊接參數(shù)的影響

在現(xiàn)行富鉛高溫焊料液相溫度(300℃、315℃)以下的溫度范圍內(nèi)(260℃~300℃),銀納米粒子焊接工藝可以使用。圖10是連接條件與強度的關(guān)系。圖中虛線是富鉛焊料Pb-5Sn、 Pb-10Sn與Cu圓板型接頭的斷面強度(分別為18Mpa,30MPa),實線則代表銀納米粒子連接的斷面強度。由圖可知,銀納米粒子不僅有與Pb-5Sn相匹敵的強度,而且可以在低溫、低壓等較寬的連接條件下使用。其次,無論是升溫還是增壓,銀納米粒子連接的斷面強度都是其他兩者無可比擬的。而且,該連接的連接處有高熔點,所以在隨后的2次焊接等熱工藝中不會熔化。另外,就芯片鍵合部所要求的電氣傳導(dǎo)度和熱傳導(dǎo)性而言,由于連接處是由金屬銀形成的,所以一定比現(xiàn)行高溫焊料的特性還要好。

圖10 銀納米粒子的銅觸點的連接強度與連接條件的關(guān)系

結(jié)論

作為納米粒子工業(yè)的新開發(fā),銀納米粒子連接工藝有更大的范圍。但是,還必須做詳細(xì)的連接機理以及與Cu以外各金屬連接性的基礎(chǔ)研究。另外,在電子安裝的實用化,還必須用實際的水準(zhǔn)來檢驗連接處的電氣特性與耐環(huán)境可靠性。


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