车用芯片焊接材料的优化分析

车用芯片焊接材料的优化分析

影响线焊接优化的因素包括焊接材料、焊接时间、焊接压力和焊接功率，其它影响因素包括焊板的清洁程度、表面氧化度，以及金属线在电子火焰喷射时的氧化程度和保护气体的流速。本文采用直径为50μm的铜金属线评估不同芯片焊接材料在其它焊接条件相同情况下对粗铜线和镀金钯板焊接的影响。

根据使用环境的需求，车用芯片集成电路对焊接材料的热稳定性有非常严格的要求，一些聚合物焊接材料即使采用铅表面处理等措施，仍然达不到湿度敏感等级的要求，因此采用软焊接材料或许成为最可能的解决方法。

软焊接材料有自身最合适的工作条件。本文通过试验设计方法（DOE）对软焊接材料的焊接进行优化分析，得到最优的焊接温度为220℃。为防止铜烧球（烧球过程又称为形球过程，是实现芯片互连的重要环节）形成过程中的氧化，试验使用氮气和氢气混合气体作为保护气体，通过焊球剪切和推力试验检验焊接强度，并根据客户对汽车零部件的要求进行湿度敏感等级测试。

试验表明，在相同焊接条件下，聚合焊接材料和软焊接材料的焊接效果不同，因此铜金属线焊接问题的主导因素可以确定为与焊料有关。同时发现，在较高温度（≥220℃）下，焊接的键合程度和焊球剪切试验性能与焊接材料模量具有较大的相关性。

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

编译：周冲