一种微晶锡球及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种微晶锡球及其应用，该微晶锡球的制备原料包括Sn、As、Fe、Cu、Pb、Bi、Sb、Cd、Zn、Al、S、Ag、Sn。本发明专利技术限定了Bi的质量分数为0.0025

【技术实现步骤摘要】
一种微晶锡球及其应用


[0001]本专利技术涉及电子封装材料及钎焊
，分类号为B23K35/26，具体的，涉及一种微晶锡球及其应用。

技术介绍

[0002]电子产品的迅猛发展推动着集成电路封装向高密度、高性能以及智能化模式发展。电路设计、制造以及封装是集成电路技术的三大组成部分，对于微电子封装来说，封装质量最直接关系到整个集成电路的可靠性，焊球封装技术成为微电子封装中的代表性技术之一。
[0003]锡球主要是用于代替IC元件封装结构中的引脚，其需要具备一定的抗氧化性、润湿性能以及机械强度，但是现有技术下其锡球的性能远远不能满足产品所需的精度。
[0004]专利CN104946926B公开了一种低银多元合金锡球的制备方法，其所制备的高抗氧化低银合金锡球的润湿性及其抗拉强度佳，但其抗氧化性能有一定的欠缺。
[0005]专利CN113070603A公开了一种无铅无铜锡合金与用于球栅阵列封装的锡球，其所研制的锡球具有承受高机械冲击的能力，并且能够承受电子元件本身或环境出现温度变化时所带来的热应力，但其润湿性能欠佳。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的第一个方面提供了一种微晶锡球，所述微晶锡球的制备原料包括Sn、As、Fe、Cu、Pb、Bi、Sb、Cd、Zn、Al、S、Ag。
[0007]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中As的质量分数为0.003
‑
0.008％，Cu的质量分数为0.004
‑
0.008％，Pb的质量分数为0.0035
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0.025％，Cd的质量分数为0.0003
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0.0008％，S的质量分数为0.0005
‑
0.0012％，余量为Sn。
[0008]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料As的质量分数为0.003
‑
0.005％，Cu的质量分数为0.004
‑
0.006％，Pb的质量分数为0.009
‑
0.025％，Cd的质量分数为0.0004
‑
0.0006％，S的质量分数为0.0008
‑
0.001％，余量为Sn。
[0009]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中As的质量分数为0.003％，Cu的质量分数为0.004％，Pb的质量分数为0.02％，Cd的质量分数为0.0005％，S的质量分数为0.001％，余量为Sn。
[0010]优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Fe的质量分数为0.002
‑
0.007％。
[0011]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Fe的质量分数为0.003
‑
0.005％。
[0012]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Fe的质量分数为0.004％。
[0013]优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Bi的质量分数为0.0025
‑
0.006％。本申请人发现，当本专利技术中的铋的质量分数为0.0025
‑
0.006％时，不仅具有极佳的硬度，且能提升其在基材上的润湿性能，当铋的质量分数超过0.006％时，虽然基材的润湿性能增强，由于Sn和Bi之间不能形成金属间化合物，其共晶成分为单纯共晶组织，造成其的硬度较差，当Bi
的质量分数低于0.0025％时，由于Bi使得基材的表面张力下降，进而润湿角减小，导致润湿性能不足，除此之外，在Sb和Ag的共同作用下，进一步增强了锡球的硬度和润湿性能。
[0014]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Bi的质量分数为0.002
‑
0.006％。
[0015]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Bi的质量分数为0.006％。
[0016]优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Sb的质量分数为0.0015
‑
0.02％。
[0017]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Sb的质量分数为0.01
‑
0.016％。
[0018]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Sb的质量分数为0.014％。
[0019]优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Zn的质量分数为0.0003
‑
0.0010％。
[0020]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Zn的质量分数为0.0006
‑
0.0009％。
[0021]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Zn的质量分数为0.0008％。
[0022]优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Al的质量分数为0.0005
‑
0.001％。本申请人意外发现，当Al含量为0.0005
‑
0.001％时，极大的增强了微晶锡球的抗氧化性能。Al优先于Sn相氧化，并且在锡球表面形成致密的氧化膜，阻碍了锡球的进一步氧化进而提高了锡球的抗氧化性能，但铝含量过高时，会影响锡球作为焊料时的润湿性，在Zn、Ag、Sb的共同作用下，进一步降低了锡球表面的氧含量，进而增强其抗氧化性能和耐腐蚀性。
[0023]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中Al的质量分数为0.0007
‑
0.0009％。
[0024]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中Al的质量分数为0.0008％。
[0025]优选的，所述微晶锡球的制备原料还包括Ni和Co，两者质量分数之和为0.0006
‑
0.0060％。
[0026]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料还包括Ni和Co，两者质量分数之和为0.001
‑
0.006％。
[0027]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料还包括Ni和Co，两者质量分数之和为0.0050％。
[0028]优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Ag的质量分数为0.0004
‑
0.005％。
[0029]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Ag的质量分数为0.0004
‑
0.001％。
[0030]进一步优选的，所述微晶锡球的制备原料中的Ag的质量分数为0.0005％。
[0031]优选的，所述微晶锡球为半圆形，其直径为3
‑
7cm。
[0032]进一步优选的，所述微晶锡球为半圆形，其直径为4
‑
6cm。
[0033]进一步优选的，所述微晶锡球为半圆形，其直径为5cm。
[0034]所述微晶锡球的制备工艺，
[0035]包括：将制备原料加热至熔融状态；将熔融后的原料导入模具中，在完全封闭的状态下，使用压铸机在一定压力下压铸，再经过冷却，即得。
[0036]本专利技术第二方面提供了一种微晶锡球在PCB板上的应用。
[0037]有益效果：
[0038](1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微晶锡球，其特征在于，所述微晶锡球的制备原料包括Sn、As、Fe、Cu、Pb、Bi、Sb、Cd、Zn、Al、S、Ag。2.根据权利要求1所述的一种微晶锡球，其特征在于，所述微晶锡球的制备原料中的Fe的质量分数为0.002
‑
0.007％。3.根据权利要求1或2所述的一种微晶锡球，其特征在于，所述微晶锡球的制备原料中的Bi的质量分数为0.0025
‑
0.006％。4.根据权利要求3所述的一种微晶锡球，其特征在于，所述微晶锡球的制备原料中的Sb的质量分数为0.0015
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0.02％。5.根据权利要求1所述的一种微晶锡球，其特征在于，所述微晶锡球的制备原料中的Zn的质量分数为0.0003
‑
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张随缘，朱士蕊，
申请(专利权)人：苏州中锡金昶新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：