金锡合金预成型焊片的制备

    AuSn合金具有优异的抗劳疲性能、耐腐蚀性能、高热导率和免助焊剂等优点,是目前低温钎料中唯可以替代高熔点铅基合金的无铅钎料,被广泛应用于微电子和光电子器件的陶瓷封盖封装、金属与陶瓷封盖间的绝缘子焊接、芯片贴砖以及大功率激光器半导体芯片的焊接。目前已经投入应用的AuSn合金钎料制备技术,如叠层扩散法、熔铸增韧法等方法存在着合金化不充分,工艺周期长等不足。此外,对于AuSn合金在焊接中与基板间的界面反应研究较少,无法为焊接工艺的优化提供可靠的理论参考。本研究在熔铸拉拔法工艺的基础上,改进熔铸工艺及压延工艺参数,利用真空熔铸工艺制备出的金锡合金预成型焊片。调整原料中Au元素比例与浇铸温度,研究合金铸锭显微***的变化,以及对合金成分、导电率及熔点的影响;采用不同的压延温度与单道次变形量制备金锡箔带,分析研究压延参数对箔带表面质量及铺展系数等性能的影响;使用扩散焊接技术,制备AuSn/Cu焊点,研究钎料焊接性能,及焊接参数对焊点可靠性的影响,研究焊接温度及保温时间AuSn/Cu之间界面反应速率的影响。

金锡预成型焊片凸台形焊片满意度100%

预成型金基系列焊片

厂家/***无忧

高导热性 / 高气密性 / 降低气泡 /良好的浸润性和流动性

品牌：金川岛             品名：预成型金锡焊片(环)

常用型号：

Au80Cu20、                Au80Sn20、

Au10Sn90、                Au88Ge12；

1.钎焊温度适中

钎焊温度仅比其熔点高出20～30℃(即约300～310)。在钎焊过程中，基于合金的共晶成分，很小的过热度就可使合金熔化并浸润；合金的凝固过程很快。因此，金锡合金的使用能够大大缩短整个钎焊过程。金锡合金的钎焊温度范围适用于对稳定性要求很高的元器件组装。同时，这些元器件也能够承受随后在相对低一些的温度利用无铅焊料的组装。这些焊料的组装温度大约在260℃。共晶金锡焊料(Au80Sn20)提供的温度工作范围高达200℃。

2.高强度

金锡合金的屈服强度很高，即使在250～260℃的温度下，其强度也能胜任气密性的要求。

3.无需助焊剂

合金成份中金占了很大的比重(80％)，材料表面的氧化程度较低。如果在钎焊过程中采用真空或还原性气体如氮气和氢气的混合气，就不必使用化学助焊剂。对电子，尤其是光电子器件封装为重要。

4.浸润性

具有良好的浸润性且对镀金层无铅锡焊料的浸蚀现象。金锡合金与镀金层的成分接近，因而通过扩散对很薄镀层的浸溶程度很低，也没有银那样的迁移现象。

5.低粘滞性

液态的金锡合金具有很低的粘滞性，良好的流动性，从而可以填充一些很大的空隙。

6. Au80Sn20焊料具有高耐腐蚀性、高抗蠕变性及良好的导热和导电性，热传导系数达57 W/m·K。

7.无铅化。

8.与低熔化焊料形成温度阶梯。

(备注：金锡合金焊料在我国军化中已获得应用，并有国军标6468-2008“金锡焊接钎料规范”。)

银焊片钎料的湿润与铺展

银焊片钎料的润湿与铺展

　　钎焊时，只有熔化的液体钎料很好地润湿母材表面才能填满钎缝。衡量钎料对母材润湿能力的大小，可用钎料（液相）与母材（固相）相接触时的接触夹角大小来表示。影响钎料润湿母材的主要因素有：

　　1.钎料和母材的成份

　　若钎料与母材在固态和液态下均不发生物理化学作用，则他们之间的润湿作用就很差，如铅与铁。若钎料与母材能相互溶解或形成化合物，则认为钎料能较好地润湿母材，例如银对铜。

　　2.钎焊温度

　　钎焊加热温度的升高，由于钎料表面张力下降等原因会改善钎料对母材的润湿性，但钎焊温度不能过高，否则会造成钎料流失，晶粒长大等缺陷。

　　3.母材表面氧化物

　　．如果母材金属表面存在氧化物，液态钎料往往会凝聚成球状，不与母材发生润湿，所以，钎焊前必须充分清除氧化物，才能保证良好的润湿作用。

　　4.母材表面粗糙度

　　当钎料与母材之间作用较弱时，母材表面粗糙的沟槽起到了特殊的毛细作用，可以改善钎料在母材上的润湿与铺展。

　　5.钎剂

　　钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化物，改善润湿作用。

金锡焊片的优势一

Au-Sn焊料的优点

液态的金锡合金具有很低的粘滞性，从而可以填充一些很大的空隙。在大多数情形下无流动性。

6. Au80％Sn20％焊料具有高耐腐蚀性、高抗蠕变性及良好的导热和导电性，热传导系数达57 W/m·K。

（备注：金锡合金焊料在我国中已获得应用，并有国军标 6468-2008“金锡焊接钎料规范”。）

金锡合金（Au-Sn）焊料的不足之处：

Au80%Sn20%焊料的不足之处是它的价格较贵，性能较脆，延伸率很小，不易加工。此外，由于熔点较高，不能与低熔点焊料同时焊接。只能被应用在芯片能够经受住短暂高于300℃的场合。

金锡合金的熔点在共晶温度附近对成分非常敏感，从相图可见，当金的重量比大于80％时，随着金的增加，熔点急剧提高。而被焊件往往都有镀金层，在焊接过程中镀金层的金扩散进焊料。在过厚的镀金层、过薄的焊盘、过长的焊接时间下，会使扩散进焊料的金增加，而使熔点上升 。