qfp器件半导体激光无铅钎焊工艺研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要由于QFP引线宽度越来越小以及无铅钎料应用日益普遍采用传统的红外再流焊技术进行钎焊连接越来越力不从心作为一项新兴的钎焊连接技术半导体激光钎焊能有效避免桥连缺陷的产生提高焊点强度因此应用领域日益扩大本文研究了激光钎焊工艺对QFP元器件焊点力学性能的影响规律选取Sn-Ag-Cu无铅钎料使用半导体激光软钎焊系统对QFP100器件进行钎焊试验试验结果表明选用Sn-Ag-Cu焊膏进行激光钎焊试验输出功率为38.3W扫描速度为2mm/s时钎焊焊点的外观良好力学性能最为优良无虚焊

2、以及桥连缺陷的产生对比Sn-Pb钎料焊点Sn-Ag-Cu钎料焊点平均拉伸力更大数据稳定可靠性更高通过改变激光输出功率分析显微组织随激光输出功率变化的规律结果表明随着激光输出功率的增大显微组织逐渐优化当激光输出功率38.3W时焊点组织均匀晶粒细小同时避免了焊点内金属间化合物Cu6Sn5的过度生长在钎料/基板界面处形成了厚度适中的金属间化合物层此时断口具有显著的韧窝形貌断裂方式属于韧性断裂当功率进一步增大时金属间化合物进一步长大导致断口韧窝大小不均甚至出现了舌状花样与之相对应焊点的断裂形式由韧性断裂转

3、变为脆性断裂对激光钎焊QFP器件进行热循环试验研究并利用STR-1000微焊点强度测试仪对QFP微焊点强度进行测试研究不同循环次数下QFP100器件焊点力学性能的变化规律结果表明随着热循环次数的增加QFP微焊点拉伸力呈现明显下降趋势焊点的断裂形式由韧性断裂转变为脆性断裂本文针对QFP器件半导体激光无铅钎焊工艺所进行的系统深入的研究为半导体激光无铅钎焊的应用提供了理论依据和数据支持关键词激光软钎焊工艺参数力学性能显微组织热循环试验IQFP器件半导体激光无铅钎焊工艺研究ABSTRACTItbecome

4、smoreandmoredifficulttosolderinghighdensityQFPdevicesbytraditionalinfraredreflowsolderingmethod.Thediode-lasersolderingsystem,whichisanewone,makesitpossibletoimprovestrengthofQFPsolderedjoints,whilealsoreducingbridgingbetweenthesolderpads.Itsappliedfi

5、eldisgettinglargerandlarger.Theeffectofdiode-lasersolderingprocessparametersonmechanicalpropertiesofQFPsolderedjointswerestudiedinthispaper.UsingSn-Ag-Culead-freesolder,solderingexperimentsofQFP100werecarriedoutbydiode-lasersolderingsystem.Theresultss

6、howthat:usingSn-Ag-Culead-freesolder,whenthelasersolderingtimeis2mm/sandthelaseroutputpoweris38.3W,appearancesandmechanicalpropertiesofsolderedjointsarethebest,coldsolderconnectionandbridgingdefectsdonotexist.Competitiveexperimentsresultsshowtheinterm

7、etalliccompoundlayerwithlasersolderingsystemissmootherthanthatwiththeinfraredreflowsolderingmethod,andexcellentmechanicalpropertiesaregainedforthesolderedjoints.IncontrastwithSn-Pbsolderedjoints,Thetensileforce,datastabilizationandreliabilityofSn-Ag-C

8、usolderedjointsismuchbetter.Withthechangingofthelaseroutputpower,thechangelawofthemicrostructuresofsolderedjointwasalsoanalyzedbyopticalmicroscopeandSEM.Theresultsshowthat:noexcessivegrowofCu6Sn5intermetalliccompoundinthemicrostructuresofsolde