厚膜混合集成電路封裝互連材料和工藝研究.pdf

1、厚膜混合集成電路是微電子元器件重要的實現(xiàn)手段，在民用、軍事、航天衛(wèi)星等諸多領域有著廣泛的應用，一個重要原因是厚膜工藝相對于其它工藝實現(xiàn)手段有著超高的性價比，而厚膜導體漿料是厚膜工藝中最為核心的材料，其燒結、焊接等互連性能的好壞直接影響厚膜元器件成品的性能，故考核具體工藝條件下的厚膜導體漿料互連相關性能至關重要。因此，本文比較評價了在某型號電流保護器中充當焊盤的6177T-Pd-Ag厚膜漿料和4093-Pt-Pd-Ag厚膜漿料的性能，同時

2、通過對比評價出與漿料匹配度良好的燒結工藝和焊接工藝。
　　導體漿料焊盤的厚度為20μm，基板與漿料間以厚膜工藝燒結，塊狀電阻/電容與漿料由焊膏焊接。經過SEM下的微觀形貌、組織分析和焊盤結合力、剪切力測試，比較得出最優(yōu)的材料和工藝：先通過兩次印刷一次燒結的厚膜工藝將96％ Al2O3陶瓷基板與4093-Pt-Pd-Ag厚膜漿料燒結，后使用通過成分為Sn62Pb36Ag2焊膏經過再流焊接工藝將塊狀電阻/電容焊接到漿料焊盤上。

3、　　厚膜工藝有兩次印刷兩次燒結、兩次印刷一次燒結兩種，二者對微觀組織的形貌成分不能產生規(guī)律性影響，因此采用兩印一燒工藝可簡化生產流程，縮短生產周期。焊接工藝有再流焊接、手工焊接、汽相焊三種，手工焊接成本和穩(wěn)定性偏低、汽相焊接易導致焊接界面的缺陷且成本高，再流焊相對工藝簡單，對焊點損壞小且成本可控，推薦應用。4093-Pt-Pd-Ag厚膜漿料與Al2O3陶瓷基板結合效能強于6177T-Pd-Ag厚膜漿料，主要因為前者中以Pt為主微量元素的

4、添加，一定程度上抑制了漿料中Ag元素的擴散，增強了膜-基結合力，但導電性能有所犧牲。
　　微觀層面，漿料和焊料中主要元素的互擴散，是焊盤性能降低的主要內因，可以通過選用有抑制元素擴散能力的漿料及使用與之相匹配的焊膏來得到有效緩解；宏觀層面，焊盤使用時間和溫度循環(huán)的累計，是焊盤性能降低的主要外因，可以通過簡化不必要的高溫生產工藝、采用匹配度良好的燒結工藝、焊接工藝來得到有效緩解。綜上，推薦在該型號電流保護器的生產中應用兩次印刷一次燒