首先，我们回顾一下在大型计算机中会用到的可控塌陷芯片互连焊点[12]。图1.9所示为在陶瓷基板上沉积有100 nm Au/500 nm Cu/300 nm共沉积Cu-Cr的薄膜金属化层与95Pb5Sn焊球互连的结构示意。由于Cu和Cr彼此之间的黏附性差，所以人们开发了共沉积的Cu-Cr或共混的Cu-Cr以提高它们之间的黏附性。这是因为Cr和Cu是不混溶的，所以当它们共沉积时，它们的晶粒会形成互锁的微结构。
图3.18所示为共混Cu-Cr薄膜的选区电子衍射图案，在其中能够识别出Cu和Cr的衍射环。图3.19所示为三层薄膜结构横截面的透射电子显微镜（TEM）明场图像[13]。可以将Cu-Cr层的选定区域衍射图案作为Cu和Cr衍射环的混合。Cu和Cr混合层的高分辨率TEM图像如图3.20所示，从中可以识别出Cu或Cr的晶格结构。当95Pb5Sn熔融高铅焊料润湿这种三层薄膜金属化层时，它会溶解Au，在焊料中形成AuSn4化合物颗粒，并在Cu-Cr层上形成Cu3 Sn化合物，但不会形成Cu6 Sn5。这与第2章中讨论的350℃时的Sn-Pb-Cu相图一致。而令人惊讶的是，直到最近才有关于Cu3 Sn剥落的报道[14]。共混的Cu-Cr薄膜与高铅焊料共存时相当稳定。因为共混的Cr-Cu不仅提高了Cr和Cu之间的黏附性，也能够抵抗剥落，这表示如果用Cu/Cr的层状结构代替共混的Cu-Cr/Cr，则可能会发生Cu3 Sn的剥落现象。而这很有可能是共混的Cu-Cr中微观结构的互锁使剥落延迟。
图3.18 共混Cu-Cr薄膜的选定区域电子衍射图案
图3.19 三层薄膜结构的明场横截面TEM图像
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当用薄的Cu膜替代厚的Cu箔时，薄膜上焊料润湿反应中会出现金属间化合物形态的极大改变。图3.12所示为沉积有100 nm Ti膜的氧化后Si晶片上沉积的870 nm厚的Cu薄膜与SnPb共晶焊料在200℃进行10 min润湿反应后的横截面SEM图像。图3.13所示为夹在两个具有Au/Cu/Cr三层薄膜结构的Si晶片之间的一片SnPb共晶焊料的横截面SEM图像。当这个现象发生时，焊料会与未润湿的基板直接接触，从而发生去润湿现象。当全部的Cu薄膜都被反应掉时，笋钉状Cu6 Sn5熟化过程变成保守型。......
2023-06-20
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2023-06-20
当Sn的质量分数超过60%时，可以看成是Sn-Cu6Sn5二元共晶合金。表3-4-3为Sn-0.7Cu钎料合金和Sn-37Pb钎料合金物理性能比较。这也和图3-4-22的试验结果相符，Sn-0.7Cu钎料的抗蠕变能力大于或等于Sn-37Pb钎料，低于Sn-3.5Ag和Sn-3.9Ag-0.7Cu钎料，而Sn-3.5Ag钎料抗蠕变的能力接近或小于Sn-3.9Ag-0.7Cu钎料。目前Sn-0.7Cu钎料已广泛应用于波峰焊，成为Sn-37Pb钎料的替代品。......
2023-06-26
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2023-06-20
与Sn-37Pb钎料相比，其熔化温度升高38℃，因此Sn-3.5Ag钎料的钎焊温度较Sn-37Pb钎料的钎焊温度高。因此Sn-Ag-Cu系无铅钎料已被国际上公认为标准的无铅钎料，并逐渐在生产实际中得以大量应用。图3-4-17为现业内较为常用的三种Sn-Ag-Cu钎料合金的DSC热分析图。图3-4-18为Sn-3.53Ag-0.97Cu钎料合金显微组织。Sn-Ag-Cu钎料合金的物理性能和前面讨论的Sn-Ag钎料合金及将要讨论的Sn-Cu钎料合金一样，都是高Sn含量的合金，因此性能也是类......
2023-06-26
软钎料中应用最广泛的是锡铅钎料。其中HLSn40Pb和HLSn40PbSb成为最通用的锡铅钎料，广泛用于铜和铜合金的钎焊，如散热器、管道、电气接头、家用制品、发动机部件等。钎料中的镓起着表面活性作用，防止或减轻熔融锡铅钎料表面的氧化，特别适用于波峰焊和浸渍钎焊。铅银钎料的固相线温度较高，耐热性优于锡铅钎料，适用于要求在中温下具有一定强度的零件的钎焊。表3-3-6 铅基钎料的化学成分和性能......
2023-06-26
为了对回流焊有深入的了解，下面将对整个SMT工艺及钎料膏进行全面的讨论。基于这样的原理，红外回流+强制热风对流回流焊由于加热速度快、加热元器件温差小，在无铅回流焊中得以广泛应用，其结构示意图如图3-4-58所示。......
2023-06-26
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2023-06-26
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