Sn-Ag-Cu焊球亮球现象：形成机制与影响因素分析

本文主要探讨了Sn-Ag-Cu焊球在BGA封装领域中的亮球现象，该问题引起了业界关注，因为Sn-Ag-Cu合金由于其优异的可靠性而成为无铅焊料的首选。作者雷发明针对Sn1.0Ag0.5CuNi和Sn3.0Ag0.7CuNi两种Sn-Ag-Cu合金系列进行了深入研究。 研究发现，亮球现象并非仅限于封装过程，也可能在封装前后出现。通过扫描电镜(SEM)图像，研究人员观察并分析了视觉上亮球的形成条件和不同类型。这些亮球可能是由于焊球表面的氧化或污染导致的， SEM、能量 dispersive X-ray (EDX) 分析以及氩气溅射和金相学方法被用来进一步探究。 研究结果显示，镍(Ni)对于Sn1.0Ag0.5CuNi这样的低银合金(SAC105ND)有细化作用，使得亮球的比例极低。这种情况下，焊球表面主要由(Cu,Ni)6Sn5组成，亮球的出现主要归因于表面氧化和污染。然而，银(Ag)对SAC合金亮球的影响至关重要，随着Ag含量的增加，固化过程由多元共晶转变成融晶，导致固化后的金相结构发生变化，含有少量(Cu,Ni)6Sn5和大量的Ag3Sn，这显著提升了亮球发生的可能性。 关键词：Sn-Ag-Cu合金、亮球、氧化、污染、融晶、Ag3Sn，揭示了在优化无铅焊接工艺时，控制合金成分以减少亮球现象的关键因素。这对于提高焊接质量和可靠性具有实际指导意义，尤其是在绿色无铅电子产品制造过程中，对于焊料的选择和处理工艺改进具有重要的科学价值。