合金贴装时需戴手指套

用于贴装芯片和基板的合金方法有两种:在二元或三元合金预制片的熔融温度下的合金贴装,直接将两种金属的界面加热到等于或高于其共熔温度进行共熔焊贴装需戴手指套。在二元合金的相图中,共熔温度是液相和固相平衡时的温度。仅使用合金的任何一种组分作为贴装材料是不实用的,因为它们的熔点温度非常高。然而,在两种组分的某一特定配比(共熔体)下,熔点将大大降低。共熔体是发生在某些相图中的一种独特的组分,这时,熔融的合金不经过“泥浆相”直接从液相过渡到固相。研究一下金一硅相图(如图13.10所示),可以看到,金和硅都有很高的熔点,分别为1 063℃和l 414℃。但这两种金属的共熔组分却在363℃这样实用的熔化温度熔化。金与锡、锗或硅的合金有焊线、焊带或预制片形式的商品可以买到。一般说来,这些合金中,金含量大于。70%。可以买到的金、铟、锡、铅、锗、硅和银的二元或三元合金有许多种。它们不仅用来贴装芯片和基板,而且也用来将盖板贴装到封装壳上实现最终的气密封装。在表13.7中,列出了较常用的共熔合金。
    共熔焊组装也能不用预制片而直接实现,例如,在共熔温度下将硅芯片的背面对金导体焊盘摩擦即可直接实现贴装。方法是:将电路基板放在加热台上加热,然后,用加热的捡拾
器捡起芯片,在温度为共熔温度(400~500℃)以上的焊盘上来回摩擦需戴手指套,使两表面结合。机械摩擦的作用是移除芯片背面存在的氧化层。此外,摩擦的作用是去掉芯片与基板界面上熔融合金的氧化物,减少妨碍导热的气孔。表面氧化物的存在有降低表面激活能和降低焊料湿润性的害处。这些器件的共熔焊贴装必须在惰性气氛中进行,以避免金属在熔化温度下很快发生氧化。
    用共熔焊在混合电路中贴装芯片时有几项规则必须遵循。例如,若环氧贴装和合金共熔焊贴装用于同一电路中需戴手指套,较高温度的操作(合金贴装)必须首先执行,否则环氧将在高温时分解。类似地,在返修电路时,移去或更换环氧贴装器件没有问题,因为它们的温度低(150~C:或更低),而返修合金贴装器件将会使整个电路(包括环氧)重新暴露在非常高的温度下。决定于返修循环次数和总的高温暴露时间,铝口金之间的线焊键合强度也会降级。共熔/合金贴装与环氧粘结剂贴装的比较。