一种SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114192918A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111660958.XB23K35/28(2006.01)(22)申请日2021.12.31(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人汉晶李子萱郭福马立民晋学轮孟洲李腾贾强周炜籍晓亮(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙)11562代理人许佳(51)Int.Cl.B23K1/012(2006.01)B23K1/20(2006.01)B23K3/06(2006.01)B23K35/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用(57)摘要本发明公开了一种SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用，属于材料制备与连接技术领域；所述SnAgBiIn钎料为Sn3.5Ag0.5Bi8.0In钎料焊膏。Sn基钎料互连焊点的制备步骤为：将钎料焊膏涂敷于两个焊盘之间，采用热风焊接在240℃‑300℃下重熔焊接30s‑10min，然后冷却，得到具有“交叉晶”结构的Sn基钎料互连焊点。这种呈现各向同性的“交叉晶”焊点结构，保证了焊接结构的一致性，并且交叉晶结构在一定程度上可以保证焊点服役寿命的一致性，达到提升电子封装产品整体质量水平的目的。CN114192918ACN114192918A权利要求书1/1页1.一种SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用，其特征在于，所述SnAgBiIn钎料为Sn3.5Ag0.5Bi8.0In钎料焊膏。2.根据权利要求1所述的SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用，其特征在于，所述SnAgBiIn钎料制备Sn基钎料互连焊点具体包括以下步骤：将SnAgBiIn钎料作为焊膏涂敷于两个焊盘之间，重熔焊接，然后冷却，得到Sn基钎料互连焊点。3.根据权利要求2所述的SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用，其特征在于，所述重熔焊接为采用热风焊接进行重熔，重熔温度为240℃‑300℃，保温时间为30s‑10min。4.根据权利要求3所述的SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用，其特征在于，所述重熔温度为245℃，保温时间为40s。5.根据权利要求2所述的SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用，其特征在于，所述焊盘在进行重熔焊接前经过以下预处理：将焊盘放入HNO3溶液中浸泡，用清水冲洗干净，然后用丙酮溶液超声清洗，烘干。6.根据权利要求5所述的SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用，其特征在于，所述HNO3溶液的浓度为30wt％，所述超声清洗的时间为5min。7.一种Sn基钎料互连焊点，其特征在于，由权利要求1‑6任一项所述的SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点过程中制得。2CN114192918A说明书1/4页一种SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用技术领域[0001]本发明属于材料制备与连接技术领域，具体涉及一种SnAgBiIn钎料在制备Sn基钎料互连焊点中的应用。背景技术[0002]微电子连接在电子产品中起机械连接和电气连接的双重作用，连接接头的可靠性决定了电子产品的服役寿命，因此微电子连接的力学、热学以及电学的可靠性研究一直备受关注。尤其是在欧盟正式批准WEEE和RoSH指令，强制要求在欧洲市场上销售无铅电子产品以来，激起了工业界和科学界对于无铅钎料焊接接头可靠性的广泛研究。电子产品制造商关注无铅焊点的可靠性评价，从而控制产品质量；研究者更为关注无铅焊点的失效机理，以期从材料或者工艺的角度提高焊点的服役性能。焊点一般在力学、热学以及电学三场耦合环境中服役，存在的可靠性问题包括力学强度(主要为剪切强度)、蠕变性能、疲劳性能、抗电、热迁移性能等。而焊点的可靠性与其重熔晶体取向密切相关，晶体取向不利的焊点会加速焊点在服役过程中的失效过程。[0003]已有研究表明，重熔制备的Sn基无铅互连焊点往往呈现单晶或孪晶结构，而β‑Sn的BCT晶体结构具有各向异性(a＝0.5832，c＝0.3182，c/a＝0.546)，Cu等原子在焊点中的扩散会由于β‑Sn不同的晶粒取向而呈现出强烈的各向异性，比如，在25℃，Cu沿β‑Sn晶格c轴的扩散速率为2×10‑6cm2/s，是其沿a、b轴扩散速率的500倍，这种取向扩散行为将会对焊点的电迁移行为造成严重影响，具有c轴与电流方向平行的Sn基钎料单晶焊点容易产生提前失效，其界面IMCs的生长速度约为具有c轴与电流方向垂直的单晶焊点或孪晶焊点的10倍。[0004]目前，深刻理解并预测Sn枝晶的生