?環(huán)氧錫膏/錫膠的特點有哪些?
環(huán)氧錫膏/錫膠的特點有哪些?
隨著焊接無鉛化的持續(xù)推進(jìn)，目前封裝市場主流使用的錫膏多是無鉛類型的，包括錫銀銅錫膏，錫鉍錫膏等。近些年來，普通的錫膏基本采用松香作為助焊劑成分。該種助焊劑活性好，潤濕效果好而受到歡迎。但是高活性帶來的是焊接殘留問題，如果清洗不徹底，會對錫膏焊點可靠性造成長期的影響。因此環(huán)氧基錫膏開始問世。環(huán)氧樹脂錫膏和松香劑錫膏有著相同的目的，就是起到固晶/芯片鍵合和形成電通路作用。
表1. 環(huán)氧錫膏和常規(guī)錫膏應(yīng)用流程。
環(huán)氧錫膏同樣含有合金焊粉，但是使用環(huán)氧樹脂作為助焊劑，配上有機(jī)酸，醇類溶劑等組分，可以去除焊粉和焊盤金屬表面的氧化層。常見的環(huán)氧錫膏/錫膠包括了錫銀銅系列，錫鉍系列和各向異性導(dǎo)電膠。相比于松香助焊劑，環(huán)氧樹脂在焊接后不需要清洗。環(huán)氧樹脂在加熱過程中熔化鋪展在焊盤上，當(dāng)環(huán)氧樹脂冷卻時，粘度迅速上升并形成致密粘連結(jié)構(gòu)，保護(hù)焊點不受外界環(huán)境影響。當(dāng)施加剪切力的時候，熱固膠首先受到外力作用，緩解了焊點受到的剪切力。因此能夠有效的保護(hù)焊點并增強(qiáng)焊點剪切強(qiáng)度。Wyung et al. 將傳統(tǒng)共晶SnBi錫膏和環(huán)氧共晶SnBi錫膏制成的焊點的剪切強(qiáng)度進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧錫膏焊點剪切強(qiáng)度幾乎是傳統(tǒng)錫膏的兩倍。
圖1. 傳統(tǒng)共晶SnBi錫膏 (SB) 和環(huán)氧共晶SnBi錫膏 (SB-E) 剪切強(qiáng)度對比, (Wyung et al., 2014)。
圖2. 傳統(tǒng)共晶SnBi錫膏 (SB) 和環(huán)氧共晶SnBi錫膏 (SB-E) 跌落性能對比, (Wyung et al., 2014)。
由于含鉍錫膏不可避免遇到脆性問題，因此需要進(jìn)行跌落測試檢測跌落性能。由圖2可以看到，共晶SnBi環(huán)氧樹脂錫膏的跌落次數(shù)明顯高于普通共晶SnBi錫膏。因此，環(huán)氧助焊劑對改善抗跌落性能方面發(fā)揮了重要作用。
各向異性導(dǎo)電膠是一種環(huán)氧錫膏，環(huán)氧樹脂能夠在焊點處形成熱固膠，將焊料球包裹在其中，起到了增強(qiáng)剪切強(qiáng)度，抗腐蝕能力的作用。同時，由于每個焊點間留有空隙，形成的封裝結(jié)構(gòu)橫向不導(dǎo)電而縱向?qū)щ娏己?，即各向異性?dǎo)電。
圖3. 常規(guī)錫膏(左)和環(huán)氧錫膏(右)應(yīng)用示意圖。
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參考文獻(xiàn)
Myung, W.R., Kim, Y. & Jung, S.B. (2014), “Mechanical property of the epoxy-contained Sn–58Bi solder with OSP surface finish”, Journal of Alloys and Compounds, vol.615, pp. 5411-5417.
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