[發(fā)明專利]一種集成電路封裝用BGA錫球的材料配方及熔煉工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010597054.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN111705239A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐坤;王廣欣;馬慶;王要利;王鈺森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰安晶品新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C13/00
• 分類號(hào): C22C13/00;C22C1/02;H01L23/498
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本發(fā)明公開了一種集成電路封裝用BGA錫球的材料配方及熔煉工藝，包括材料配方中合金成分配比為：96～96.5％錫，3％Ag，0.5％Cu，0.1％～0.5Re。材料配方中添加的保護(hù)劑為KCl、LiCl混合保護(hù)劑；熔煉工藝具體步驟為：Step.1：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝中合金成分配置；Step.2：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝中稱重及熔煉；Step.3：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝添加保護(hù)劑；Step.4：熔煉工藝中融化合金及加入稀土；所述Step.4操作：為打開箱式電阻爐并設(shè)定溫度260度，溫度達(dá)到后260度后，將坩堝放入箱式電阻爐保溫至坩堝內(nèi)金屬完全融化，將稱量后的稀土快速加入熔融合金中并用攪拌均勻。Step.5：合金冷卻及后處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路封裝材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種集成電路封裝用BGA錫球的材料配方及熔煉工藝。

背景技術(shù)

隨著筆記本電腦、手機(jī)、移動(dòng)通信設(shè)備等微電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，芯片需求量日益增加。傳統(tǒng)的四方扁平及雙列直插式芯片封裝技術(shù)無法滿足技術(shù)發(fā)展要求。BGA封裝以其I/O引腳數(shù)多、引腳間距大、寄生參數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，成為CPU、南北橋等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能封裝的最佳選擇。然目前國(guó)內(nèi)90％以上的BGA球均以來進(jìn)口。現(xiàn)有的BGA錫球材料中，常見的有SAC305與SAC105，該材料鋪展性及抗蠕變性較差，封裝后錫球經(jīng)常出現(xiàn)未焊合、焊點(diǎn)偏移、接頭力學(xué)性能差現(xiàn)象，導(dǎo)致焊點(diǎn)脫落失效。現(xiàn)有研究表明，稀土可以降低液態(tài)釬料的表面張力，提高液態(tài)釬料的潤(rùn)濕性，同時(shí)，隨著RE的加入起到彌散強(qiáng)化作用，使粗大的富Sn相得到細(xì)化，提高封裝界面的剪切強(qiáng)度。所以用于BGA焊球的新型SnAgCuRe材料及熔煉工藝的開發(fā)非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明公開了一種集成電路封裝用BGA錫球的材料配方，采用的技術(shù)方案是，包括材料配方中合金成分配比為：96～96.5％錫，3％Ag，0.5％Cu，0.1％～0.5Re。材料配方中添加的保護(hù)劑為KCl、LiCl混合保護(hù)劑。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述一種集成電路封裝用BGA錫球的材料配方中所用的每種材料純度均為99.9％以上的分析純。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述一種集成電路封裝用BGA錫球的材料配方中添加的KCl、LiCl混合保護(hù)劑中KCl：LiCl比例為3:1。

一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝，具體步驟為：

Step.1：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝中合金成分配置。

Step.2：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝中稱重及熔煉；所述Step.2中使用精確度為萬分之一克的電子天平，按比例分別稱量分析純錫，分析純銀，分析純銅，將稱量后的材料用非自耗真空電弧爐熔煉成鈕扣狀態(tài)。

Step.3：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝添加保護(hù)劑。

Step.4：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝中融化合金及加入稀土；所述Step.4操作：為打開箱式電阻爐并設(shè)定溫度260度，溫度達(dá)到后260度后，將坩堝放入箱式電阻爐保溫至坩堝內(nèi)金屬完全融化，將稱量后的稀土快速加入熔融合金中并用攪拌均勻。

Step.5：一種集成電路封裝用BGA錫球的熔煉工藝中合金冷卻及后處理；所述Step.5中將攪拌均勻后的液態(tài)合金隨爐冷卻，冷卻后的金屬錠敲掉保護(hù)劑，機(jī)械打磨表面至金屬色并用超聲波清洗，將清洗后的合金放置于干燥的環(huán)境中。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述Step.2中三種成分須為塊狀或大顆粒狀，以及所有的添加材料都不能是粉末狀，主要因?yàn)榉勰?huì)在非自耗真空電弧熔煉過程中被電弧吹跑。