锡膏粘度在封装中发挥什么作用

电子封装的一个重要流程是芯片固定，也就是需要将芯片与焊盘形成连接。那么需要用到各种方式将芯片固定在焊盘上，然后再回流完成冶金连接。锡膏是一种优秀的连接材料，通过印刷，点胶等工艺沉积在焊盘上，然后通过锡膏自身的粘着力将芯片固定在特定位置。以印刷为例，锡膏需要通过钢网释放到焊盘上，因此锡膏的粘度需要特别关注。粘度决定了锡膏能否顺利通过钢网开孔。印刷锡膏粘度范围大概是100-200Pa.s, 可根据要求进行调整.

图1. 锡膏印刷示意图。

在调配锡膏过程中，助焊剂溶剂能够使锡膏组分均匀分布，同时能起到调节锡膏粘度的作用。溶剂通常使用醇类 (如乙醇，乙二醇)，脂类 (乙酸乙酯) 等制成。由于高温下溶剂易挥发，固体物质比重会增加，因此在不使用锡膏的时候需要储存在0-10℃的冷藏柜中。

锡膏是一种剪切变稀的焊接材料，在受到剪切力时粘度会变小。当剪切力消失，粘度恢复正常。因此当使用刮刀进行钢网印刷的时候，锡膏在通过网孔的时候由于剪切力作用粘度降至最低，锡膏流动性更强，从而使锡膏能够通过网孔沉积在焊盘上。由于印刷时间通常需要数个小时，在此期间锡膏粘度需要保持稳定。当环境温度过高时，锡膏助焊剂的溶剂成分会挥发，锡膏会变得发干且粘度下降。粘度下降会导致锡膏加热过程中难以成型且发生热坍塌的概率大幅上升。

图2. 印刷过程锡膏粘度变化。

为了保持良好的粘度，在使用锡膏前需要回温2-3小时使锡膏温度与室温相同，并且需要进行2-5分钟的搅拌。回温不充分会导致锡膏吸潮，从而粘度变小。搅拌能够将焊料合金和助焊剂混合均匀并增加流动性，搅拌后的锡膏能够减少分层现象，使得粘度分布更均匀。合金焊粉和助焊剂的比例影响锡膏粘度。固定质量下，合金粉末比例越大，锡膏粘度越大，反之则越小。此外，车间温度需尽量控制在25℃左右且湿度50%RH左右。

审核编辑 黄宇