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电子封装高温焊料研究新进展

中国有色金属学报 2023年

作者：马勇冲甘贵生罗杰张嘉俊陈嗣文李方樑李乐奇程大勇吴懿平华中科技大学材料科学与工程学院金龙精密铜管集团股份有限公司重庆理工大学重庆特种焊接材料与技术高校工程技术研究中心

随着先进封装和第三代半导体的快速发展，具有高熔化温度、持久温度考验的高温焊料逐渐成为学界追逐的热点，也成为推动电子产业无铅化和升级换代等“卡脖子”问题的瓶颈。本文综述了传统高温Sn-80Au和Pb-Sn焊料、IMC焊料、纳米及纳米-... 详细信息

随着先进封装和第三代半导体的快速发展，具有高熔化温度、持久温度考验的高温焊料逐渐成为学界追逐的热点，也成为推动电子产业无铅化和升级换代等“卡脖子”问题的瓶颈。本文综述了传统高温Sn-80Au和Pb-Sn焊料、IMC焊料、纳米及纳米-微米混合焊料，提出未来高温焊料在成分上必将以金、银、铜、铝等金属或石墨烯、碳纳米管等轻质、高导热、高熔化温度的碳基材料及其复合材料为主流；在微观尺度上，纳-微米混合焊料既具有纳米焊料的温度效应，也具有颗粒选择的灵活性，能一定程度上解决纳米焊料的氧化、团聚及烧结时的相转变等问题；基于颗粒焊料的多尺度、颗粒种类选择的多维度，具有低温快速制备、高温长期服役的IMC高温焊料也具有极大的前途。加速高温焊料研发，突破低温封装、高温服役的技术瓶颈，必将极大的推动先进封装和功率封装的快速发展。

关键词：电子封装高温焊料高导热率纳-微米混合焊料 IMC焊料

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电子封装用高导热AlN陶瓷基板研究进展

中国陶瓷 2023年第5期59卷 1-14,49页

作者：郑瑞剑魏鑫张浩汤志桓许海仙崔嵩李京伟汤文明合肥工业大学材料科学与工程学院合肥圣达电子科技实业有限公司中国电子科技集团公司第43研究所微系统安徽省重点实验室

高导热AlN陶瓷是新型功率电子器件重要的基板材料,在5G通讯、微波TR组件、IGBT模块等高端电子器件领域具有广泛的应用。综述了国内外电子封装用高导热AlN陶瓷基板及其制备技术的研究进展。探讨了晶格氧、非晶层、AlN晶粒尺寸、晶界相及... 详细信息

高导热AlN陶瓷是新型功率电子器件重要的基板材料,在5G通讯、微波TR组件、IGBT模块等高端电子器件领域具有广泛的应用。综述了国内外电子封装用高导热AlN陶瓷基板及其制备技术的研究进展。探讨了晶格氧、非晶层、AlN晶粒尺寸、晶界相及气孔等微结构因素对AlN陶瓷热导率的影响。提出选用高纯超细AlN粉体原料,合理选取烧结助剂的类型与添加量,优化排胶、高温烧结与热处理工艺是改善AlN陶瓷结构,实现AlN陶瓷热导率提升的有效途径。

关键词：电子封装 AlN陶瓷基板热导率显微结构制备技术

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电子封装用导热有机硅复合材料的研究进展

绝缘材料 2023年第7期56卷 9-15页

作者：向略张叶琴暴玉强王哲王韵然毛云忠周远建中蓝晨光化工研究设计院有限公司四川成都610041 国家有机硅工程技术研究中心四川成都610041

本文对电子封装用导热有机硅复合材料的导热机理和常用导热填料进行了介绍,综述了填充型高导热有机硅复合材料的制备策略和研究进展,并展望了电子封装用导热有机硅复合材料未来的研究方向。

关键词：有机硅电子封装复合材料热导率填充型高分子

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电子封装用活性酯环氧固化剂的研究进展

热固性树脂 2022年第6期37卷 64-70页

作者：王云浩孟焱兴安王海侨李效玉北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

介绍了活性酯与环氧树脂的反应机理,综述了含有不同骨架结构的活性酯的合成和对环氧固化物性能的影响,及其用作电子封装环氧固化剂降低固化物的介电损耗和吸水率的研究进展。

关键词：活性酯环氧树脂固化剂电子封装低介电损耗吸水率 5G

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电子封装可靠性:过去、现在及未来

机械工程学报 2021年第16期57卷 248-268页

作者：陈志文梅云辉刘胜李辉刘俐雷翔周颖高翔武汉大学工业科学研究院武汉430072 天津大学材料科学与工程学院天津300072 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070

电子封装是芯片成为器件的重要步骤,涉及的材料种类繁多,大量材料呈现显著的温度相关、率相关的非线性力学行为。相关工艺过程中外界载荷与器件的相互作用呈现典型的多尺度、多物理场特点,对电子封装的建模仿真方法也提出了相应的要求... 详细信息

电子封装是芯片成为器件的重要步骤,涉及的材料种类繁多,大量材料呈现显著的温度相关、率相关的非线性力学行为。相关工艺过程中外界载荷与器件的相互作用呈现典型的多尺度、多物理场特点,对电子封装的建模仿真方法也提出了相应的要求。在可靠性验证方面,封装的失效主要包括热-力致耦合失效、电-热-力致耦合失效等。随着新型封装材料、技术的涌现,电子封装可靠性的试验方法、基于建模仿真的协同设计方法均亟待新的突破与发展。

关键词：电子封装可靠性封装材料建模仿真失效机理 LED 功率电子集成电路

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电子封装用硅铝合金镀金黑点分析

电镀与涂饰 2023年第1期42卷 42-45页

作者：田阳杨洋唐勇刚吕滨草李枘高天乐成都四威高科技产业园有限公司四川成都611731

针对某硅铝合金微波组件表面镀金黑点问题,采用扫描电镜、能谱和金相显微镜分析了缺陷区域基材和镀层的微观形貌与元素组成。其原因是前处理后基材中弥散分布的硅颗粒脱落,附着于表面而难于除净,在电镀Au后才脱落,留下了坑洞。通过调整... 详细信息

针对某硅铝合金微波组件表面镀金黑点问题,采用扫描电镜、能谱和金相显微镜分析了缺陷区域基材和镀层的微观形貌与元素组成。其原因是前处理后基材中弥散分布的硅颗粒脱落,附着于表面而难于除净,在电镀Au后才脱落,留下了坑洞。通过调整粗化液组分和缩短粗化时间,延长超声清洗时间,问题得到解决。

关键词：电子封装微波组件硅铝合金电镀金黑点硅颗粒故障排除

纳米颗粒材料作中间层的烧结连接及其封装应用研究进展

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机械工程学报 2022年第2期58卷 2-16页

作者：贾强邹贵生张宏强王文淦邓钟炀任辉刘磊彭鹏郭伟清华大学机械工程系北京100084 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

随着第三代功率半导体器件的发展,以SiC为代表的宽禁带半导体芯片在大功率电力电子器件中扮演了越来越重要的角色。然而与传统Si芯片匹配的封装材料难以满足其高温服役的要求,成为功率电子器件应用的短板。纳米颗粒材料作中间层用于电... 详细信息

随着第三代功率半导体器件的发展,以SiC为代表的宽禁带半导体芯片在大功率电力电子器件中扮演了越来越重要的角色。然而与传统Si芯片匹配的封装材料难以满足其高温服役的要求,成为功率电子器件应用的短板。纳米颗粒材料作中间层用于电子封装能够实现低温连接、高温服役,是目前封装材料的研究热点。本文综述了当前纳米颗粒材料作中间层的存在形式,重点分析单质纳米颗粒烧结连接的优势、影响因素以及局限性,系统阐述了复合纳米颗粒烧结连接的最新进展以及发展趋势,旨在促进纳米颗粒材料作中间层在电子封装中的应用。

关键词：纳米颗粒中间层微纳连接低温烧结电子封装

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电子封装无铅软钎焊技术研究进展

材料导报 2019年第23期33卷 3862-3875页

作者：姜楠张亮熊明月赵猛徐恺恺江苏师范大学机电工程学院徐州221116 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

软钎焊技术被广泛应用于电子封装领域,可实现电子封装器件与材料之间的互连。SnPb钎料因其良好的润湿性能、焊接性能和合适的价格,一直是电子封装领域中使用较为普遍的钎焊材料。但是,Pb是一种会对人体和环境造成伤害的元素。随着人们... 详细信息

软钎焊技术被广泛应用于电子封装领域,可实现电子封装器件与材料之间的互连。SnPb钎料因其良好的润湿性能、焊接性能和合适的价格,一直是电子封装领域中使用较为普遍的钎焊材料。但是,Pb是一种会对人体和环境造成伤害的元素。随着人们环保意识的增强,铅的使用受到了极大的限制,无铅钎料取代SnPb钎料是钎料发展的必然趋势,加速了软钎焊技术向无铅化发展的进程。在钎焊时,助焊剂的性能决定了焊接的效率和质量,因此选择合适的助焊剂是关键。目前,国内外研究学者对无铅软钎焊进行了大量研究,并取得了丰富的成果,例如:通过合金化、颗粒强化等方法研发出多种新型无铅钎料;美、日、欧三方分别发布了无铅钎料和无铅软钎焊发展指南;研发出多种无铅免清洗型助焊剂。因此,基于软钎焊技术的基础研究和应用开发体系已经成熟。应用较为广泛的软钎焊技术有三种,包括波峰焊、回流焊和半导体激光焊。波峰焊一般应用于混合组装方面,回流焊主要应用于表面贴装方面。作为群焊工艺的半导体激光焊经常应用于印刷电路板上焊接电子元件、片状元件的组装等方面。随着电子产品逐渐向小型化和多功能化的方向发展,对连接可靠性的要求越来越高,但基于无铅软钎焊技术的研究和应用开发仍显不足。本文针对电子封装无铅软钎焊技术,探讨了软钎焊技术的研究进展和发展方向。首先,对无铅钎料、助焊剂的种类和组成进行介绍。然后针对无铅化带来的Sn和Cu界面反应的问题,通过Cu基板提出了基板合金化、对基板进行退火处理和化学镀三种解决措施。最后重点阐述了回流焊、波峰焊和半导体激光焊及其应用,为研究电子封装无铅软钎焊技术提供了进一步的理论基础。

关键词：电子封装颗粒强化微合金化无铅软钎焊助焊剂

电子封装用Sn-Ag-Cu低银无铅钎料研究进展及发展趋势

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包装工程 2022年第23期43卷 118-136页

作者：卢晓张亮王曦李木兰江苏师范大学机电工程学院江苏徐州221116

目的为了适应高银钎料向低银钎料转变的发展趋势,综述近年来对低银SnAgCu钎料的最新研究,展示其在电子封装材料领域中宽广的应用前景。方法通过分析国内外有关低银钎料的研究成果,详细介绍合金化和颗粒强化等方法对低银钎料熔化特性、... 详细信息

目的为了适应高银钎料向低银钎料转变的发展趋势,综述近年来对低银SnAgCu钎料的最新研究,展示其在电子封装材料领域中宽广的应用前景。方法通过分析国内外有关低银钎料的研究成果,详细介绍合金化和颗粒强化等方法对低银钎料熔化特性、润湿性、显微结构、界面组织、力学性能的影响,重点总结元素掺杂的最佳添加量以及改性机理。结论通过添加金属元素、稀土元素、纳米颗粒,采用新型搅拌技术能有效提升钎料性能,部分改性后的低银复合钎料性能达到了高银钎料性能水平。

关键词：电子封装低银钎料显微组织纳米颗粒