[发明专利]一种电子封装用无铅焊料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种电子封装用无铅焊料及其制备方法和应用，属于电子封装材料领域。一种电子封装用无铅焊料，所述焊料由质量百分数为55%~75%的第一组分合金及余量均匀分散于其内的第二组分合金颗粒组成，所述第一组分合金包括质量分数如下的下述组分：8.5~9%Zn、0.1~0.2%Cr、0.5~1%Ag和余量Sn；所述第二组分合金为Sn‑3Ag‑0.5Cu、Sn‑5Sb、Sn‑3.5Ag或Sn‑0.7Cu中的一种。本发明所述焊料可解决由润湿不均或润湿不良造成的虚焊点，提高焊料的整体润湿性能，提高可焊性。

技术领域

本发明涉及一种电子封装用无铅焊料及其制备方法和应用，属于电子封装材料领域。

背景技术

随着电子信息产品的不断更新和发展，其对电子信息产品的微型化、低成本、多功能、便携式以及高可靠性提出了更高的要求。微电子封装技术不断创新，其中倒装芯片在微电子封装中得到广泛应用，成为芯片封装技术走向微小化的主流技术。电子封装的主要作用是传递电力与电路讯号，提供散热途径，承载与保护封装结构。

倒装芯片中的凸点下金属化层（Under Bump Metallication，缩写UBM）用于IC芯片和基板的连接。目前，常用的凸点材料为锡基焊料，最为典型的锡基焊料为Sn-37Pb。然而，随着欧盟WEEE/ROHS法案的实施，铅的使用被大幅限制，为此，无铅焊料成为本领域研究的热点。目前常见的无铅锡基焊料，如Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Cu-Ag、Sn-Bi等，可替代Sn-37Pb用作凸点焊料，然而它们都存在相同的问题，即润湿性能较Sn-37Pb差。相对差的润湿能力大大限制了这些焊料的使用，降低了焊料的可焊性，造成润湿不良或润湿不均的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电子封装用无铅焊料及其制备方法及应用，所述无铅焊料可解决无铅焊料润湿不良或润湿不均的问题。

一种电子封装用无铅焊料，所述焊料由质量百分数为55%~75%的第一组分合金及余量均匀分散于其内的第二组分合金颗粒组成，

所述第一组分合金包括质量分数如下的下述组分：8.5~9% Zn、0.1~0.2% Cr、0.5~1%Ag和余量Sn；所述第二组分合金为Sn-3Ag-0.5Cu、Sn-5Sb、Sn-3.5Ag或Sn-0.7Cu中的一种。

本发明所述无铅焊料由两种组分组成，其为作为基体的第一合金组分和分散在其中的第二组分合金颗粒，其中所述第二组分合金的熔点高于第一合金组分。

本发明所述第一合金组分的固相线温度为197.7~198.8℃，液相线温度为202.3~204.0℃。

本发明所用第二组分合金颗粒可商业购得，本发明所述第二组分合金颗粒的固相线温度高于本发明所述第一合金组分液相线温度。

进一步地，本发明所述第二组分合金颗粒的固相线温度高于本发明所述第一合金组分液相线温度至少5℃；更进一步地，本发明所述第二组分合金颗粒的固相线温度高于本发明所述第一合金组分液相线温度至少10℃。

优选地，所述第二组分合金颗粒的粒径为20~50微米。

优选地，所述第一组分合金包括质量分数如下的下述组分：8.75~9% Zn、0.1~0.15% Cr、0.5~0.8% Ag，余量Sn。

进一步优选地，所述第一组分合金包括质量分数如下的下述组分：8.86% Zn、0.14% Cr、0.62% Ag，余量Sn。

优选地，所述焊料由质量分数为60~70%的第一组分合金及余量第二组份合金颗粒组成。

本发明所述焊料可为焊料球。

本发明进一步提供上述电子封装用无铅焊料的制备方法。

一种电子封装用无铅焊料的制备方法，所述方法包括下述步骤：