車用芯片焊接材料的優(yōu)化分析

車用芯片焊接材料的優(yōu)化分析

影響線焊接優(yōu)化的因素包括焊接材料、焊接時間、焊接壓力和焊接功率，其它影響因素包括焊板的清潔程度、表面氧化度，以及金屬線在電子火焰噴射時的氧化程度和保護氣體的流速。本文采用直徑為50μm的銅金屬線評估不同芯片焊接材料在其它焊接條件相同情況下對粗銅線和鍍金鈀板焊接的影響。

根據(jù)使用環(huán)境的需求，車用芯片集成電路對焊接材料的熱穩(wěn)定性有非常嚴格的要求，一些聚合物焊接材料即使采用鉛表面處理等措施，仍然達不到濕度敏感等級的要求，因此采用軟焊接材料或許成為最可能的解決方法。

軟焊接材料有自身最合適的工作條件。本文通過試驗設(shè)計方法（DOE）對軟焊接材料的焊接進行優(yōu)化分析，得到最優(yōu)的焊接溫度為220℃。為防止銅燒球（燒球過程又稱為形球過程，是實現(xiàn)芯片互連的重要環(huán)節(jié)）形成過程中的氧化，試驗使用氮氣和氫氣混合氣體作為保護氣體，通過焊球剪切和推力試驗檢驗焊接強度，并根據(jù)客戶對汽車零部件的要求進行濕度敏感等級測試。

試驗表明，在相同焊接條件下，聚合焊接材料和軟焊接材料的焊接效果不同，因此銅金屬線焊接問題的主導因素可以確定為與焊料有關(guān)。同時發(fā)現(xiàn)，在較高溫度（≥220℃）下，焊接的鍵合程度和焊球剪切試驗性能與焊接材料模量具有較大的相關(guān)性。

B.SenthilKumaretal.2013 IEEEElectronicsPackaging TechnologyConference(EPTC 2013),Singapore-Dec.11-13, 2013.

編譯：周沖