【摘要】:要阻止锡晶须生长,可以消除其生长驱动力或者降低其生长驱动力,或者两者同时减小。铜在Ni3Sn4化合物中的扩散率,虽然没有具体的测量数据,但应该小于在Cu6Sn5化合物中的扩散速度,因为Ni3Sn4化合物比Cu-Sn化合物的熔点更高。另一种抑制锡晶须生长方法是利用生成的Cu-Sn化合物作为铜扩散阻挡层。从减小锡晶须生长驱动力的角度考虑,可以通过向钎料增加一定量的第三种元素,来减缓Cu6Sn5沉淀相或减弱锡氧化层的保护性质。
要阻止锡晶须生长,可以消除其生长驱动力或者降低其生长驱动力,或者两者同时减小。通常消除反应驱动力方法是在锡铜之间增加扩散阻挡层,阻挡铜向锡层扩散,就不会形成Cu6Sn5,电镀锡前先电镀一层薄镍即可实现这一目的。室温下锡镍反应速度远小于锡铜反应,并且Ni和Ni3Sn4金属间化合物都可以起到阻挡铜扩散的作用。铜在Ni3Sn4化合物中的扩散率,虽然没有具体的测量数据,但应该小于在Cu6Sn5化合物中的扩散速度,因为Ni3Sn4化合物比Cu-Sn化合物的熔点更高。另一种抑制锡晶须生长方法是利用生成的Cu-Sn化合物作为铜扩散阻挡层。将引线框架在100~150℃(212~302°F)下进行10~30min热处理,锡铜界面处生成Cu6Sn5和Cu3 Sn。由于接近室温时锡铜之间不能生成Cu3 Sn,所以Cu3 Sn是室温下阻止铜向锡扩散的很好的阻挡层。
从减小锡晶须生长驱动力的角度考虑,可以通过向钎料增加一定量的第三种元素,来减缓Cu6Sn5沉淀相或减弱锡氧化层的保护性质。另外一种方法是改变钎料层的电镀工艺,来控制晶粒尺寸和显微组织结构。例如,通过电镀,形成比锡晶须直径几个微米大很多或小很多的晶粒。但需要注意引线框架表面贴装回流过程的影响。如果钎料层在回流时熔化,再凝固后的显微组织与先前不同,这点是非常重要的。尽管采用退火处理也能够改变晶粒尺寸,但这样处理会增加工艺时间。(www.xing528.com)
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