[发明专利]电子封装焊球结构

说明书

本发明与电子封装有关，特别是一种电子封装焊球结构。

焊锡球主要作用是焊接微小部件时，可控地供给一定容量的焊材。

焊接IC(集成电路)或电子基板的温度区域，以最适合基板封装温度210-230℃的范围内进行。实际作业时因空气流动、基板3加热方法、实际密度、零件等差异，吸热散热不同而影响温度的均恒。施焊时，部分可能低于设定温度10℃或20℃等不定，此时比较低温的部分会出现焊锡凝结吃锡不良。如果温度提高至比较低温的部分也能充分吃锡时，比较高温的部分会出现焊锡1的表面塌陷2(如图1所示)。

如果实施二层以上的焊接将很容易失败，因温度不均而高温部分产生熔陷现象6而完全分离第二层基板5，焊锡1陷入第一层基板4内(如图2所示)。

多次加工性上，因应现时要求发展，多层封装将成必然。多层封装，因施工上的困难必需采取多层、多次的焊接才能达到要求，在这种情况下，焊点必须能承受多次重复加温而不变形。也就是说，重复加温时先前焊接好的焊点重复加温至熔点时，不能因焊点的再次液熔流动而塌陷、龟裂……等而造成失败，但习用者往往会因多次重焊而失败。

本发明的主要目的，在于消除上述缺点，提供一种电子封装焊球结构，该焊球由内向外的融熔温度逐渐降低，具有多次加工性好，焊后强度佳、与基板焊材相容性高、变形少、便于测试、低电阻、成本低等特点。

本发明的目的是这样实现的：一种电子封装焊球结构，其特征在于：该焊锡球自内而外由其融熔温度逐渐降低的金属制成；

该焊锡球由内而外没有明显的分层；

该焊锡球由内而外为一具有高于外层融熔温度的金属球心和外层包覆一层以上单成分或二种成分以上的低温系金属而制成；

该球心使用白金、黄金、银、锡、锡银、锡银铜、锡铜或银铜低电阻金属制成；

该外层包覆层使用锡、锑、铅、铋、铟金属或其合金制成；

该焊锡球最外层还包覆有一抗氧化层；

该球心亦为多层金属包覆结构。

本发明的优点是：

1.本发明的焊锡球用于IC或基板的封装焊接时，焊锡球高熔点球心未融熔而具等高线，外层液熔基板吃锡佳，具有多次加工性好、焊后强度佳、与基板焊材相容性高、变形少、便于测试、低电阻、成本低等特性。

2.本发明该焊锡球的球心采用便宜的锡或锡铜合金，而较贵的低温金属仅作外低温层包覆，使用量明显减少很多，成本可以降低。

3.本发明该焊锡球具有高熔点球心，因此焊点的焊锡球球心未熔而能保持一定的焊点高度，使每个焊点高度相同，测试作业较易进行而可靠。

有关本发明所采用的技术、手段及其功效，兹举一较佳实施例并结合附图详细说明于后：

图1是习用焊点局部放大平面剖视图。

图2是习用二层以上焊接局部放大平面剖视图。

图3是本发明电子封装焊球结构的焊接前局部放大平面示意图。

图4是本发明电子封装焊球结构的焊后具等高线平面示意图。

图5是本发明电子封装焊球结构的双层焊后局部放大平面示意图。

图6是本发明电子封装焊球结构的双层焊前局部放大平面示意图。

图7是本发明电子封装焊球结构的焊后测试平面示意图。

图8是本发明与习用者单层焊接比较局部放大平面示意图。

图9是本发明与习用者双层焊接比较局部放大平面示意图。

图中：

1-焊锡                                        2-塌陷

3-基板                             4-第一层基板

5-第二层基板                       6-熔陷现象

7-焊锡球                           10-电子基板

11-第一层基板                      12-第二层基板

20-焊锡球                          21-球心

22-低温金属                        30-等高线

40-焊点                            41-测试碰触点