回流焊接過程中IMC的生長研究

摘 要：在電子封裝互連技術中，回流焊接過程是軟釬焊冶金過程，是焊點界面IMC產生和生長的初始過程。在焊接界面上IMC是一把雙刃劍，對器件焊點的質量有著關鍵性的影響，故其厚度及成分必須得到有效控制。鑒于此，通過實驗對比不同回流焊接參數下回流焊接后焊點焊接面IMC的厚度及成分，得到了采用Sn63Pb37錫膏裝焊的最佳回流焊接曲線參數，有利于嚴格控制IMC生長，提高裝聯焊點可靠性。

關鍵詞：回流焊接；IMC；峰值溫度；可靠性

中圖分類號：TN405；TG40" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2024）09-0078-06

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.09.019

0" " 引言

航空電子產品在追求高密度、高性能的同時，對可靠性的要求也在提高。焊點界面處的成分和微觀組織是決定其可靠性的關鍵因素，尤其是印制板焊盤和焊錫之間的化學反應、成分擴散產生的中間相——金屬間化合物（Intermetallic Compound，IMC）[1]。在電子封裝互連技術中，焊點進行冶金焊接必定需要基體焊盤與釬料發生界面反應產生IMC，然而焊點IMC是一把雙刃劍，應嚴格控制IMC的厚度及成分。IMC層的形成和生長變化與服役過程中各種復雜工況息息相關，有研究表明IMC的形成和生長是原子遷移造成的，即電遷移和熱遷移，足夠大的溫度梯度可以使熱遷移對IMC的影響占據主導地位[2-4]。Cu3Sn、Cu6Sn5的IMC電阻率分別為9、18 μΩ·cm[5]，焊點的阻值會隨著IMC層厚度的增加而升高。此外，也有研究表明多次回流焊接后，微觀組織形貌會產生明顯變化，即焊點組織粗化，晶粒減少，晶界合并，焊點界面處IMC層變厚，導致焊點強度下降[6]。通常在元器件裝焊過程中，IMC成分主要與回流峰值溫度和回流時間有關。……