低温共烧陶瓷基板大面积锡铅可焊性研究

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1、低温共烧陶瓷基板大面积锡铅可焊性研究科技集团公司低温共烧陶瓷技术以小型化和高可靠性的优势被广泛地应用在微波通信、航空航天和军事电子等领域。基于LTCC技术的微波模块和系统可有效提高电路的封装密度及可靠性。然而在制作过程中发现，使用FeiroA6M和金铂钯浆料CN36-020所制作的LTCC基板可焊性较差，影响后续器件与基板的焊接和贴装。通过实验分析了可焊性差的原因，并从LTCC基板制造关键工序着手，提出了优化基板可焊性的解决措施。关键词：低温共烧陶瓷基板;LTCC;可焊性;大面积焊接;收稿曰期:2017-09-27ResearchonSolderabilityofLargeAr

2、eaSnPbSolderingofLowTemperatureCo-firedCeramicSubstituteLIJunQINChaoTheSecondResearchInstituteofCETC;Abstract：Thelowtemperatureco-firedceramicwithadvantagesofminiaturizationandhighreliabilityarewidelyusedinthefieldsofmicrowavecommunication,aerospaceandmilitaryelectronics.Themicrowavemodulean

3、dsystembasedonLTCCtechnologycaneffectivelyimprovethepackingdensityandreliability.However,intheprocessoffabrication,itisfoundthattheLTCCsubstratefabricatedbyusingtheFerroA6MandtheCN36-020materialhaspoorsolderabilityandaffectsthesolderingandpackagingofthesubsequentdevicesandsubstrates.Analyzed

4、thereasonsofpoorsolderabilitybyexperiments,andproposedthesolutionofoptimizingthesolderabilityofsubstratebasedonthekeyprocessofLTCCsubstratemanufacturing.Keyword：lowtemperatureco-firedceramicsubstitute;LTCC;solderability;largeareasoldering;低温共烧陶瓮(LowTemperatureCo-fircdCeramic,简称LTCC)技术是20世纪80

5、年代发展起来的实现高密度多层基板互连的新兴技术Ul。由于其三维布线灵活、信号传输速度快、高频特性好、集成密度高和可靠性好等一系列优点而被广泛应用于微波通信、航空航天和军事电子等领域。随着电子整机向小型化和轻量化方向的发展，LTCC基板封装一体化技术(ISP,IntergralSubstratePackage)的应用也越来越广泛。所谓LTCC封装一体化技术是指将LTCC基板作为封装载体的一部分，直接与封装外壳进行焊接封装。图1为典型LTCC一体化封装效果图。这种封装方式所使用的LTCC基板背面一般采用大面积锡铅浆料印刷烧结，然后通过SMT工艺将多芯片组件安装在母板上［2］。但是在

6、实际生产过程屮发现，大面积印有锡铅可焊浆料CN36-020的FerroA6M基板可焊性较差，上锡能力很弱，影响了后续基板的焊接和贴装，从而降低了整个电路系统的可靠性。本文通过LTCC基板的可焊性试验，分析了基于浆料CN36-020的FerroA6M基板可焊性较差的原因，并提出了相应解决措施。阁1典型LTCC一体化封装效果阁下载原阁1实验1.1样品制备选用FerroA6M生瓷制备LTCC基板边1,其中内部印刷浆料和微孔填注浆料均选择金浆料，表层选择锡铅可焊的金铂钯CN36-020浆料烧结，图2为LTCC基板样品制备工艺流程图。1.2样品可焊性测试将制备的LTCC基板样品浸泡在无水

7、乙醇中清洗，晾干后，按照GJB360B-2009（电子及电气元件试验方法）对样品进行可焊性测试。检测环境温度为2广241,相对湿度为45%RH〜55%RH。检测设备为SMZ-161体视显微镜和CT-52G熔锡炉。图3为测试前后的样品实物照片，试验结果见表1。对样品进行测试发现，表面局部区域不润湿，几乎所有接地孔处均存在空洞缺陷，缺陷区域连续，总面积远大于样品表面积的5%,可焊性差。图2LTCC基板制备流程图图3测试试验样品表1LTCC基板可焊性测试结果分析2.1基板大面积不润湿原因分析在对基