微电子封装无铅化的基本问题xiaoming

尿微电遗子封渡装无肚铅化乌的基舞本问鲜题探粥究全作者州：垮肖孙明笨08宁00下15滩02贩27传张成烛伟户08钳00妙15链02芹31击黎丙丽池0诚80撑01规50愚20闯1评巡确泛姚陪纯午葛08能00俱15西02滑30嫌20熄10伴/1窄0/浅12微电子封装无铅化的基本问题探究目录摘要1前言2无铅的定义2微电子封装采用无铅钎料的必要性2无铅化生产工艺中的诸多问题3无铅化焊接带来的可靠性问题4如何保证无铅化焊接的可靠性4无铅焊料未来的发展趋势5结语6运摘要楼：本形文阐巨述了错电子路制造鹿业中麻无铅抛化的暗的一渗些基插本问也题逼，效并福着重辉分析须并讨消论了顾微电醒子封刺装对炒无铅客化的易可靠择性问涝题。缝关键荣词：租无铅猪焊料买扩微电毁子封路装责可靠京性征A巧bs俩tr睬ac脉t:宜稠Wi虫th砌t锁he筋e惕st须ab巷li杯sh铜me练nt口o肥f济gr泼ee怜n垃le爪ad添-f谱re贵e勺so饶ld资er乓l宋eg娇is箩la勺te登w盖hi蜜ch愁w糕as柿d就ec田la乱re木d繁by醋t歌he钢U腾.S储,除Ja谷pa勺n潮an服d慕EU丽，m筒or京e郊an码d醒mo神re劝富co率un查tr牧ie禽s唉a听nd绑浸co祖mp舍an幅ie来s序a怠re析e暗ng尚ag钞ed池i均n压re启se念ar欣ch展in奔g许an拴d脊de与si进gn筹in重g努of祖l沈ea敞d-窝fr往ee上s搜ol育de陈r.尚T塔hi样s获pa小pe惰r冈re斩vi充ew细s贺so同me灶b淡as任ic诸q壁ue利st苦io认ns编o廊f振le然ad禁-f耕re名e墙so虚ld调er倘,期an库al耽ys西es恰t析he坡w按ay握s械o携f嫩so胡lv拖in合g记th厘e常re窃li乏ab舱il祝it继y锯pr峡ob妖le蜻m.申K秆ey贝-w体or误ds输:织l以ea场d-牧fr冰ee齿s畏ol铸de肃r结急Mi太cr狮oe蛾le套ct蝇ro宝ni调cs疑p糕ac旷ka凡gi挎ng界欣Re庆li享ab篮il胡it币y前言盲微电初子封值装是产将数掀十万非乃至液数百沿万半冬导体被元件版组装距成一肿个紧淘凑的医封装爪体，伴有外毕界提贴供电拔源并飘与外皱界进于行信乌息交叮流。斗从2播0世短纪8局0年炎代起玻，微套电子凶封装震技术投已逐犹渐成盯了影企响微勺电子酸技术回发展物的重万要因副素之肚一，沸并逐诊步发定展成摩为一国种多碑学科联交叉当的热池门技供术。倒微电匪子技蓝术的非发展械，极邻大地塑推动散了封头装形败式及旁封装丝材料掀的不华断更买新。闸封装臣材料榴的无胳铅化须就是抱目前别微电捞子封墙装技组术的情发展赤方向悬之一旧。但胜是封喂装材豆料的血无铅症化对斧产品昨的质站量却层有重箩大的既影响浪，特萍别是兵产品返的可决靠性裕问题今，因留为产屑品的驼可靠凭性高挨低是彼衡量虎产品勺优劣干的关斤键指信标。烛那么俯如何储去确险定和临评估岸这个脑影响腔，并黎据此猫来制最定生照产中温的生须产工重艺，勺就显蒜得非林常的帐迫切敌和重波要。陡无铅至的定视义战（1乓）无忆铅的砖定义丧：书在整触个电附子产揭品里抛Pb枕、H顽g、哑Cd冈、六阳价C群r、雹PB终B（港六溴宗联苯供）、救PB孝DE取（多吴溴蜓联苯端醚）庄6种洗物质杨的质眯量百绍分比滔<0委.1虑%。振【注苗】这喘个0魂.1锻%的作质量询百分饭比，筛不是榜产品聚总质蹦量的脚0.懂1%丢,而质是指当镀层冻质量旦的0赢.1蜓%。棍（2始）无睡铅焊龄料合用金的华定义乓：吸无铅滤焊料耻并不蜓是没击有铅稿，因届为世阵界上瞎不存形在1汉00世%纯修度的流金属锤，因死此无蹦铅体焊料尼是指配焊料赞中铅秆含量聪的上免限问法题。擦IS蛮O0旁45杆3、恩JI侨Z3排28纳3、拾RO之HS般指令贺均要描求说合金喜中铅赌含量现<0安.1趟%，你因为恭无铅堤焊料余是用窜于R姓OH象S指附令的坏，因伞此，混无铅视焊料赢还要脾求其梅他几丸种有刚害元雅素含燕量的舍上限威也必惰须符新合R应OH如S要童求。晋微电划子封喉装采药用无程铅钎低料的愈必要殖性革铅宏锡合朋金作屑为软各钎材那料，壤因其撇成本诚低廉衰、良迅好的魂导电乐性、渡优良贷的力出学性颜能和快焊接渠性，韵一直冶以来炉是微影电子贯封装版领域搜最主预要的境钎焊梨材料凭。然砍而，节Pb淹及含沈Pb樱物是斜危害蜘人类蓝健康紫和污升染环懂境的恩有害哭有毒耀物质蚊，长晓期广讲泛地曲使用较含铅岩钎料昼会给星人类稼环境叮和安岸全带郑来不弓可忽纷视的洪危险摩。同李时，膝随着饶微电丰子封狸装的遇迅速茧发展沃，焊燃接点仔越来显越小亭，而堪所需野承载赞的力旅学、链电学薯和热液学负塞荷越族来越撇重，遣对钎苍焊的店性能印要求碎也不导断提捡高。膏传统筝的铅郊锡焊佩料由柔于抗混蠕变撒性能邮差，沿导致糊焊点斩过早律失效貌，已认不能眨满足辱电子撕工业盐对其阔可靠冻性的熔要求茎。所道以我蛇们需嫌要研养发高磨性能嘉无铅绪焊料始来替眠代传吓统的影铅锡坝焊料手，以泰提高示焊接研产品板的可派靠性针。暗总的腿来说农，微对电子芽封装筐无铅腿化技鬼术的补开发龙和利拍用，阶不仅片对环全保有花利，诞还担点负着捷提高烘电子争产品及质量腾的重枪要任石务。雪无铅虑化生响产工榜艺中帽的诸踩多问善题舰（1难）工钓艺流答程上厚有铅辈和无疗铅之摄间有勇较大戒区别题，如朗表1公：激序号息项目喜有铅条技术颜无铅攀技术峡1序焊接裂温度庆铅锡锦共晶摄焊料庭的熔剂点为雷18堤3℃泪无铅绿焊料热一般株均在肝21滴7℃道以上蓝2亭自校度正能险力碗自校可正能局力（摔s晴el艘f泻-歉al磁ig重nm里en骑t）闹较好料较差羡3亿浸润店性能垮较好冻较差提4拘工艺精窗口纠较宽都狭窄盘5肾焊点翻外观苦较好抢较差贡6抓环保怪性畏较差荐较好击表1哲--朝-无剧铅和源有铅颗在生翅产工抛艺上顾的区犬别趴分析场：辱有铅章锡膏续（S也n6演3P兆b3窄7）秆的熔岸点为猛18逆3场℃钱，如炉果要棉形成射一个葛好的粉焊点圆就必煎须在炕焊接喜时有脑0.咽5-播3.企5u庆m厚败度的桥金属海间化却合物理生成甚，金栋属间沫化合贵物的镜形成抓温度缝为熔处点以塌上1彼0-欠15倾℃捉，对匆于有渡铅焊辽接而披言也俯就是党19眨5-需20舞0桂℃颤。线批路板商上的求电子隙原器坐件的奖最高惭承受波温度软一般主为2壳40挡℃哀。因奶此，助对于的有铅刑焊接送，理番想的瞧焊接款工艺属窗口抢为1闭95子-2指40错℃茎。旨无铅离焊接劈由于筛无铅诱锡膏会的熔梢点发激生了涛变化末，因随此为俊焊接扁工艺骄带来堪了很齐大的料变化迎。目希前常士用的辱无铅骗锡膏纺为S肾n9险6A茄g0嚷.5舒Cu运3.惊5移，熔妻点为璃21烂7-龄22趁1钱℃想。朽质量浑优良票的鸟无铅斥焊接供必须孝形成珍0.锻5-伶3.循5u海m厚寄度的仗金属朱间化系合物翅，金爪属间油化合壶物的桑形成能温度眯也应饲该电在熔淹点之帮上1赞0-慢15竖℃艇，样即达港到放23败0-该23亩5衣℃新。由偷于无鲜铅焊克接电亿子雀元器抄件牢的最重高承刚受温抵度并编不会三发生菊变化尚，项因此低，对香于无踪铅焊镜接，应理想蹈的焊白接工屿艺窗袍口为辣23僵0-内24撕0邮℃旱。捎工艺醉窗口毯的大以幅减雕少为珠保证股焊接哪质量吓带来销了很驻大的睡挑战贡，也溜对无盒铅焊抓接设墨备的轧稳定楚性和疾可靠突性带监来了械更高煤的要蠢求。显由于沿设备丈本身腹就存俱在横震向温诉差，塔加之鹿电子羞原器滥件由要于热席容量剃的大桑小差剧异在斧加热望过程棕中也普会产共生温芹差，包因此涛在无栗铅回河流焊擦工艺纵控制士中可姑以调攻整的填焊接肝温度梳工艺胖窗口时范围办就变碍得非辞常小破了，伴这是蠢无铅括回流亏焊的凭真正锄难点图所在办。逼（2牙）门焊料更与元萄器件杠无铅该焊料住和有受铅焊由料，监有着伶不同执的熔胳化表肯面张杨力、蒸不同哀的熔伍点温奋度和嘴不同雕的氧林化特蜻性。暮无铅贿焊料这的熔雀点较卫高，蛇这就墙对器龄件和绝PC慎B板灶的耐绢热性能提出幕了较纯高的洲要求让，器莫件整扔体的眯耐热烈性鼓也将朵是个勿考虑香的阅重点呜。由坐于无顽铅焊纵料的模熔点肢一般拆高出饿含铅泛许多祸，趋意味前着在裕焊接草时温硬度提许高许孕多。评含铅球技术谢中使嗓用的辽器件棍，未悉必能浪承受遥得起败这提烫高的架温度欢（事岸实上月含铅劳技术幕下的件器件票并没幻有确绣保能阴够承僻受无音铅的娇温度薯，也斥因此低许多绵材料览并不织能承岩受这屿高温心）。测所以犯除了衔焊接律材料沸必须熟是无胸铅，辫以及边和所非使用谣的无宇铅焊何料需嫂要兼友容外快，器驴件本辞体封岁装等卧材料危也必痛须承惹受得蚕起所受需要阀的焊惧接热果能（阅即温大度和犁时间皇）。渐另外研，目运前无帅铅和疫有铅危混合爪的问登题炕也很缘严重厅，由断于无失铅和滴含铅重材料裙并不债完全泪兼容冒，会吊带榆来廉温度疯承受淋能力壮不足吴、焊预点不药良、答以及瓦“慨铅污至染仪”豪、生芝产成密本等菌诸多拳问题救。羞（3踪）姐焊料拼印刷坦无铅优技术研给锡桌膏焊箱剂带路来质勒和量艘上的钞改变伐，使勿锡膏冶的粘谋性和拦流变蛮性产角生变改化。朝而锡浮膏印幸刷工政艺的籍要点紫就是征掌握骑和处贼理锡仗膏的季流变恳性。滴所以泰无铅提其实暂也给爱印刷宫工艺明带来检了巨梁大的么变化市。铲无铅管化焊拆接带柔来的献可靠骄性问钱题惭在微姓电子御封装说产业雨中，铲为提门高集钳成度徐，减报少器隙件的讨尺寸咱，广达泛采识用的迁SM结T组神装技现术及里新型劣的芯重片尺示寸封得装（多CS驶P）锯、球快栅阵阻列（骆BG头A）福及M均CM紧等封宾装技喉术，著均通寇过焊称点互还联直凤接实俭现异叶质材昌料间芒电气掏及机里械连避接（通主要夺承受跪剪切薯应变嘉），滩因此小，如沸何保苏证无狭铅焊尾点的踢质量樱是一击个重写要问眯题。恶由于嘴一般悲无铅领焊料寺合金薪的熔宋点相帮对较亮低，花在封同装中屿，既群用于评电连材接，星又用肥于机滑械连昆接；沸在服希役条掠件下置，电凡路的抱周期棋性通搅断和糖环境兴的周压期性耍变化阴，使烧焊点霜经受浙温度忠循环任过程逢，封焦装材牙料间误的热光膨胀烫失配雅。所摔以在若微电设子封丈装中矩，无钩铅焊失料的房焊点身内将逮产生萝周期杏性的茎应力飘应变典过程滴，导才致焊愧点裂莲纹的多萌生女和扩允展，虽最终冬使焊层点失衔效。僻相关畏研究吼表明俱，电舟子器蝶件的酿失效找70篇%是堆由封停装和惹组装储的失超效所努引起咬，而何在封机装和兄组装槽失效号中，地无铅议钎料节接点涛的失梨效是市主要换原因下。它跳的质义量与聚可靠棒性很纳大程私度决京定了滔电子阀产品筹的质期量。并首先宗是目占前无鸦铅钎亿料的海熔点除较高描，一惕般都开在2熔17科℃广左右叮，而互传统坑的S督n-网Pb尘共晶勾钎料痒熔点半是1脆83长℃回，温猎度曲线线的佳提升甚随之心会带很来的异是焊息料易犯氧化互及金边属间欧化合磨物生护长迅敞速等搭问题滑。其球次是留由于模钎料血不含旅Pb扰，钎堵料的野润湿茧性能浅较差偶，容胞易导愚致产贡品焊烂点的居自校挤准能杜力、拼抗拉拣强度将和抗艰剪强浮度等填不能悔满足涨要求良。贫如何曾保证环无铅碰化焊上接的掀可靠油性设计钥设计轿时要扶合理撑安排肥零件积的位困置，倍避免富把发涨热量俊大的锯元器得件密膀集分训布在而一起货，使繁得区撤域内捎的温宏度大声量增蜻加，汽影响味焊接岛质量裂可靠纪性。呜因为毛温度膏的升挡高会致使钎谈料材水料发嘉生二拘次反围应，球如金纲属间结化合庸物增渔厚等高现象溜，降拿低焊仗点的伞力学冻性能救。另漂外相蜂邻高引大元奴件在对回流美焊时剑产生活“讽高楼功效应蜡”锋，形昌成热校风冲究击，沫同样狭应该税避免饥。沿设计简时要冲合理踪安排胸散热阶，如系果某演零件银在工播作期讨间的帽升温宅非常雾大时萝，有岸必要繁给其拴安装姿相应铲的散秘热片龟，把筋热量所及时可地散挤发走源，以撒免影透响钎奖接质挤量。材料衣钎料催的选扑择极搅为重缘要，粉目前坡，大穴多采累用锡零银铜赤合金辰系列扒，液剑相温食度是橡21冈7~互22昼1像℃炼，这狱就要津求再粉流焊邪具有堂较高季的峰暖值温卖度，搅如前盛所述虏会带双来钎抚料及谣导体胶材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