全球汽貿網 & NEPCON 汽車電子生產技術沙龍
2024年4月24-26日，全球汽貿網攜手NEPCON舉辦的第32屆中國國際電子生產設備暨微電子工業展覽會汽車電子生產技術沙龍于上海世博展覽中心順利召開。現場電子汽車行業的大咖云集，互相交流電子汽車生產技術相關資訊，探討智能網聯背景下汽車電子發展的新趨勢。多位演講嘉賓熱情分享了相關汽車電子生產技術及對汽車行業未來發展的見解，參與人士反響熱烈。
IEEE院士，炫純科技和寧成新材創始人李寧成先生為我們分享了第七講《汽車電子先進封裝挑戰》。李寧成先生探討了半導體應用中焊接面臨的挑戰，主要涉及到在細間距技術發展背景下的焊膏顆粒尺寸、氧化層管理、助燃劑燒蝕問題等方面。
焊膏顆粒尺寸限制和氧化層控制
李寧成先生提到，為了保持低于0.1%的缺陷率，焊膏顆粒尺寸應不超過開孔寬度的1/7。隨著器件尺寸的不斷縮小，選擇合適的焊膏顆粒尺寸至關重要。在進行越來越微型化的這種焊接的時候，形成的焊點越小，它的助焊劑所要清除的清除的相對的氧化物就更厚更多，這就要求助焊劑必須要有更好的活性。
在 電子材料越來越細小的趨勢下，使用的焊錫膏里面用的粉也越來越細，但氧化層厚度并不隨之減小。使用更細的焊膏顆粒時，維持較低氧化層的難度增加。因此，助焊劑清除氧化劑氧化物的能力要大幅度的提高。
助焊劑燒蝕問題
李寧成先生談及到，由于助焊劑體積與焊盤尺寸同比例減小，助焊劑的工作負荷加大，導致助焊劑燒蝕現象加劇，這對助焊劑的性能和用量提出了更高要求。
焊膏燒蝕行為與助焊劑單獨燒蝕有所不同，需通過實際實驗來準確比較。李寧成先生指出，僅依據1/7規則推測焊膏最大顆粒尺寸及其燒蝕情況是不準確的。在小樣本量（≤30mg）下，焊膏中助焊劑的殘留水平趨于穩定，這歸因于“助焊劑殼”現象，即焊膏顆粒表面形成了一層強吸附力的助焊劑層，有助于抵抗燒蝕。隨著焊膏顆粒變得更細，其氧含量增加，但助焊劑負載保持不變，這意味著助焊劑必須處理更多的去氧任務，工作負荷顯著提高。不同類型焊粉的助焊劑最小工作負荷存在差異，需進一步研究確定助焊劑過量的臨界值。在免洗的助焊劑殘留控制方面，必須嚴格控制助焊劑殘余物中親水性COOH組分的體積分數，以避免腐蝕和漏電流，推薦設定上限為10%。
焊點間距與焊膏類型的選擇及金屬間化合物（IMC）厚度的控制
李寧成先生認為，基于焊點延展性考慮，T6型焊粉可能是細間距應用的極限。超過這一規格時，可能需要采用底部填充工藝以確保焊點的柔韌性。
李寧成先生建議以50%為IMC過厚的參考上限。如果焊膏合金中添加了能抑制IMC生長速率的元素（如Zn、Mn、In、Co等），則這一限值可能適用于更細粉末。
最后，李寧成先生提及到，在現代汽車電子的運用中，AI控制和遙感環境應用到了很多高頻率電波，可能會存在助焊劑殘留物干擾電磁波完整性的情況。因此在設計下一代助焊劑時，應注意助焊劑不能夠對在使用中的電子器材產生電波方面的信號干擾。
李寧成先生聚焦于半導體封裝中焊膏印刷過程中涉及的顆粒尺寸選擇、氧化層控制、助焊劑燒蝕、焊點間距與焊膏類型的選擇及金屬間化合物厚度控制等多個技術難點，為優化半導體封裝工藝、提升封裝品質提供了重要的理論指導和實踐經驗。
（編譯：全球汽貿網 Cindy)