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共晶焊接原理

共晶焊接是一種微電子組裝中的焊接工藝,也被稱為低熔點合金焊接。其基本原理是在晶片和載體(如管殼基片)之間放置共晶合金薄片,然後在一定的保護氣氛中加熱至合金的共熔點,使其融化並填充於晶片和載體之間。在加熱過程中,晶片背面和載體表面的金屬也會有一定量的融入熔融的焊料中。當焊料冷卻後,會與這些金屬層形成原子間的結合,從而完成晶片與管殼或其他電路載體的焊接。

共晶焊接的優點包括連線電阻小、傳熱效率高、散熱均勻、焊接強度高以及工藝一致性好。這些特點使得共晶焊接成為半導體封裝焊接的主流方法之一。共晶焊接過程中,通常會使用惰性氣體保護,並可能藉助機械震動或超音波消除氧化物和氣泡,以提高焊接質量。

共晶合金的特性是在遠低於組成金屬的熔點溫度下,兩種不同的金屬按一定比例形成共熔合金,直接從固態變為液態,而不經過塑性階段。這種直接從固態到液態的轉變,減少了被焊接元件受損的風險,並且由於共晶焊錫由液體直接變成固體,也減少了虛焊現象。因此,共晶焊錫在電子封裝行業中得到了廣泛的套用。