适用于系统级封装的优异解决方案： Welco™ AP520 SAC305

2023-11-14 14:38:38

随着电子产品的功能越来越丰富,体积越来越小,常规免洗锡膏已经不能满足工艺要求。系统级封装应用中的细间距无源器件、倒装芯片贴装以及wafer bumping等工艺制程中,都必须对所产生的助焊剂残留物进行清洗和去除,从而达到组件可靠性的技术要求。为此,贺利氏专门开发了适用于细间距无源器件和倒装芯片一体化贴装的Welco™ AP520 SAC305水溶性锡膏。

水溶性锡膏的特性

1.优良的焊接性能:水溶性锡膏具有相对较高的活性,润湿性好,无论是大型的电路板还是精密小型的电子组件,水溶性锡膏都能提供优异的焊接效果。

2.清洗方便:水溶性锡膏使用了特殊的水溶性助焊剂,只需使用去离子水,就可以轻易去除焊后的残留物,大大简化了清洗和维护的步骤,同时也降低了生产成本。

3.环保:与传统的有机溶剂锡膏相比,水溶性锡膏更环保。因为其清洗过程只使用水,而不需要有机溶剂,既减少了对环境的污染,又提高了工作场所的安全性。

水溶性锡膏的挑战

水溶性锡膏由于具有很强的活性,因此通常显示出良好的润湿性,但其残留物更易对器件或者基板造成腐蚀;同时与免清洗焊膏相比,由于其对温度和湿度等工作条件更加敏感,导致它的网板寿命更短;此外,随着组件之间的距离越来越小,由于其高表面张力,仅用水洗涤残留物变得越来越具有挑战性。

贺利氏解决方案

贺利氏 Welco™ AP520 SAC305 是一款采用独特的造粉技术和溶剂体系的水溶性印刷锡膏。它专门针对系统级封装应用中的细间距无源器件和倒装芯片贴装而设计,在钢网最小开孔为55μm时展现出优异的脱模性能,并且可操作时间长,无飞溅,空洞率低。

主要优势

• 使用高品质Welco™ 焊粉

• 在最小90μm 的细间距应用中焊锡膏脱模

• 性能稳定

• 仅用DI 水即可清洗掉

• 超低空洞率

• 无飞溅或锡珠

• 只需一道工序即可一次性完成无源器件和倒装芯片的印刷

一、先进的焊粉制造工艺—Welco™制粉技术

图1.Welco™与常规工艺所生产的焊粉外观对比

如图1所示,Welco™技术基于合金液体与导热油截然不同的表面张力影响,焊粉颗粒球形度接近真球形。通过调整制程工艺参数,可精准的生产需要尺寸的焊粉。区别于传统焊粉层层筛选产生的其他尺寸焊粉损耗,6&7号粉的粒径集中度均超过IPC要求的>80%。焊粉颗粒无需经过筛选,避免了筛选过程中不必要的碰撞摩擦,保证球体表面完整光滑。另外由于生产过程中有高温导热油隔绝氧气,最大限度的减少了焊粉颗粒的氧化;因此Welco™制粉技术为AP520带来了极致的印刷一致性和低空洞表现;

二、超长的钢网寿命

图2.AP520 12H钢网寿命测试

如图2所示,得益于先进的Welco™制粉技术以及特殊的助焊剂体系,AP520在钢网开口尺寸低至55um、开口间距35um的应用上,最长连续12H的印刷未观察到遗漏点或者桥连缺陷,表现出了优异的印刷稳定性;

三、稳定的性能和超低的空洞

图3.12H+8H在线时长下的空洞表现

图4.多次回流后的空洞表现

图3、4展示了在连续印刷12H和印刷后作业8H,回流后均未观察到立碑、锡珠或者桥连缺陷,经历3次回流之后空洞仍可控制在10%以下,说明AP520具有极佳的稳定性,能够满足客户的应用需求。

四、助焊剂无腐蚀

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图5.AP520铝板腐蚀测试

一般而言水溶性锡膏由于追求最求更好的润湿性,确保空洞表现,其活性一般较高,因此其残留物易对器件或者基板造成腐蚀。根据铝板腐蚀测试结果,我们可以看到搭载了特殊助焊剂配方的AP520,在保证极低空洞率的同时也避免了对铝表面的腐蚀,防止对器件的可靠性造成影响。

五、优异的可清洗性

图6. 助焊剂使用DI 水即可完全清洗

如图7所示,仅使用DI水即可完全清洗掉助焊剂残留,无需添加任何洗涤剂,在降低成本的同时,也可以减少了对环境的污染。

六、一体化印制方案

最后,相较于无源器件与倒装芯片分步贴装的方式,AP520可以采用一体化的印制方案,不仅减少工序,还可以消除助焊剂和基板预敷焊料的成本,同时大幅降低冷焊或者焊点不完整缺陷,提升整体良率。

结语:随着电子产品制造工艺的发展和系统级封装的技术不断提升,对封装材料的要求越来越高,贺利氏作为一家专业的材料供应商,我们不断突破技术瓶颈,最新推出的Welco™ AP520 SAC305作为一款高性能的水溶性锡膏,能够满足客户苛刻的工艺要求并提供可靠的焊接效果。它的清洗方便、环保性好以及广泛的应用领域使得它成为现代电子制造工艺中的重要组成部分。