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活化氫氣氛下的無助焊劑焊接

2016-08-24 09:39:53ChristineDongRichardPatrickRussellSiminskiTimBao
電子工業(yè)專用設(shè)備 2016年8期

C.Christine Dong,Richard E.Patrick,Russell A.Siminski,Tim Bao

(1.Air Products and Chemicals,Allentown,PA 18195-1501,USA;2.Air Products and Chemicals,Shanghai 201203,China)

活化氫氣氛下的無助焊劑焊接

C.Christine Dong1,Richard E.Patrick1,Russell A.Siminski1,Tim Bao2

(1.Air Products and Chemicals,Allentown,PA 18195-1501,USA;2.Air Products and Chemicals,Shanghai 201203,China)

介紹了一種新穎的基于電子附著(Electron Attachment,EA)原理的氫氣活化技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)在大氣壓力和正常焊接溫度下的無助焊劑焊接。該技術(shù)有望被應(yīng)用于電子封裝行業(yè)的諸多領(lǐng)域。

電子附著;活化氫;無助焊劑焊接;電子封裝;氧化物去除;助焊劑殘留;氫負(fù)離子

集成電路(Integrated Circuit,IC)的封裝趨勢正在向著多層化即三維化方向發(fā)展,且元件的功能更多,尺寸更小。這一發(fā)展趨勢使得接點(diǎn)的互連變得更具挑戰(zhàn)。而確保接點(diǎn)處的導(dǎo)電與機(jī)械性能的關(guān)鍵是將焊料和被焊金屬表面的氧化物去除干凈,此通常是通過使用有機(jī)助焊劑來實(shí)現(xiàn)的。其去除氧化物的能力歸因于助焊劑中的有機(jī)酸:

可是,助焊劑的使用又給電子封裝工藝帶來了許多問題,尤其是助焊劑的殘留。不管使用哪種類型的助焊劑都不可避免地會(huì)產(chǎn)生殘留,而在高可靠性的封裝件中不允許有任何殘留的存在。隨著電子器件小型化的趨勢,助焊劑殘留的清洗變得越來越困難。因此,近年來無助焊劑焊接獲得了更多的關(guān)注。

無助焊劑焊接主要是利用還原性氣氛來去除

2 電子附著

2.1原理

電子附著(EA)的定義如下:當(dāng)?shù)湍茈娮樱绲陀?0 eV,與氣體分子碰撞時(shí),有些可被氣體分子捕獲,通過解離或直接附著的方式產(chǎn)生負(fù)離子[1]。

反應(yīng)式(2)描述了氫分子的解離性附著,其中一個(gè)氫分子(H2)與電子(e─)結(jié)合,產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的分子型氫負(fù)離子隨后又解離而得到原子型氫負(fù)離子(H─)和中性氫原子(H)。……

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