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《河南科技大学》 2009年
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高密封装用钎焊球制备技术及工艺研究

郭晓晓  
【摘要】:电子产品一直向便携式、小型化、网络化和多媒体化方向发展,对高密封装技术的要求越来越高。BGA(Ball Grid Array,球栅阵列)封装是目前最成熟应用的高密封装技术之一,其特点在于用钎焊球替代外引框导线。钎焊球是BGA及μBGA等高密封装技术中凸点制作的关键材料。它既实现了芯片与基板之间的机械连接又充当了信号传输通道。 通过对切丝重熔法钎焊球制备原理与过程研究,研制开发一套制球装置,主要由自动切丝机构、预热系统、重熔球化系统、冷却系统、控制系统和收集系统等部分组成。通过分析各部分功能和作用,调节切丝机构,可制备各种规格的钎焊球。 应用开发的设备制作钎焊球,研究了球化剂种类、预热温度和球化温度对钎焊球真球度和表面质量的影响。研究表明:花生油作为球化剂时,钎焊球真球度和外观质量最好,硅油次之,重油第三,机油最差;随着预热温度升高,钎焊球真球度和表观质量越来越好。当预热温度在500℃~600℃时,钎焊球质量提高较少;当球化温度为300℃时,钎焊球质量最好。因此,对63Sn37Pb钎料合金,采用切丝重熔法最佳制球工艺为:采用花生油为球化剂,最佳预热温度为500℃,最佳球化温度为300℃。 根据激振喷射式理论,设计了激振喷射式钎焊球制备装置,成功开发出一台样机,主要由熔化系统、压力控制系统、激振系统和冷却回收系统组成。其中激振系统是设备的关键组成,由变频电源、阵动偏心轮和激振连杆组成。变频电源能调节电流和频率,振动偏心轮实现了对振幅的调节。 在实验条件为采用63Sn37Pb共晶钎料为原料、花生油作为球化剂、喷嘴直径为0.2mm、球化温度为300℃条件下,通过改变激振频率、喷射压强与钎料熔融温度,研究不同参数对钎焊球颗粒大小的影响。结果表明:球化温度为300℃,钎料熔融温度190℃~230℃和喷射压强0.3MPa~0.7MPa之间保持任意值不变,当激振频率从400Hz升高到1200Hz时,焊球直径越来越小。同样,一定钎料熔融温度和激振频率下,当喷射压强从0.3MPa升高到0.7MPa时,焊球直径变大;一定喷射压强和激振频率下,钎料熔融温度由190℃升高到230℃的过程中,射流断裂长度越来越大。在一定温度范围内提高激振频率,降低钎料熔融温度或射流压强,有利于射流均匀断裂,减小钎焊球直径,提高焊球质量。根据上述工艺参数影响规律,选择合适的钎料熔融温度、喷射压强、激振频率和球化介质环境,可以实现各种规格焊球的制作。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG454

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【引证文献】
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【参考文献】
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