文章推荐 | 基(ji)于非牛顿流体的AuSn20密(mi)封空洞分析

转(zhuan)自(zi)：《电(dian)子(zi)与封装》

作者：赵鹤然^1,3，李(li)俐莹(ying)²，陈明祥³

单位：1. 中国电子科技集(ji)团公司第四十(shi)七研究(jiu)所；2. 沈阳农业大(da)学(xue)(xue)信息与电气工程学(xue)(xue)院；3. 华(hua)中科技大(da)学(xue)(xue)机械科学(xue)(xue)与工程学(xue)(xue)院

摘要：金锡熔封是一种(zhong)典型(xing)的气密(mi)(mi)密(mi)(mi)封方式，广泛应(ying)用于高(gao)可靠集成电路工艺(yi)中。根据SJ 21455-2018《集成电路陶瓷封装合(he)(he)金烧结(jie)密(mi)(mi)封工艺(yi)技术要求》中的两种(zhong)夹持方式，通过结(jie)构力学仿(fang)(fang)真(zhen)计(ji)算(suan)得到(dao)了(le)熔封过程中外壳、盖板的应(ying)力应(ying)变情况。基(ji)于非(fei)牛顿流(liu)(liu)体流(liu)(liu)变特性(xing)和宾汉本构方程，采用流(liu)(liu)固(gu)耦合(he)(he)有(you)限元仿(fang)(fang)真(zhen)，得到(dao)两种(zhong)夹持方式下(xia)熔融焊料的流(liu)(liu)动速度和流(liu)(liu)向流(liu)(liu)淌(tang)趋势，阐述了(le)四角空洞的一种(zhong)形成机理。

关键词(ci)：金锡焊料(liao)；密封；非牛顿(dun)流体；流固耦合；空洞

DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2021.1210

1 引(yin)  言

非(fei)牛(niu)(niu)顿(dun)流(liu)体(ti)(ti)(ti)是(shi)剪应力与剪切(qie)变(bian)形速率之间不(bu)满足线(xian)性(xing)关系的(de)(de)流(liu)体(ti)(ti)(ti)。自然界(jie)和工(gong)业界(jie)中(zhong)存在(zai)着大量(liang)非(fei)牛(niu)(niu)顿(dun)流(liu)体(ti)(ti)(ti)，如沥青、水(shui)泥浆、污泥、奶油、蜂蜜、蛋白、大多数(shu)油类和润滑脂、高聚物熔(rong)体(ti)(ti)(ti)和溶液(ye)(ye)以及人体(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)血(xue)液(ye)(ye)等。在(zai)冶金熔(rong)炼(lian)过(guo)程中(zhong)，金属熔(rong)体(ti)(ti)(ti)是(shi)气体(ti)(ti)(ti)、液(ye)(ye)体(ti)(ti)(ti)、固体(ti)(ti)(ti)三相流(liu)的(de)(de)非(fei)牛(niu)(niu)顿(dun)流(liu)体(ti)(ti)(ti)，具有非(fei)牛(niu)(niu)顿(dun)流(liu)体(ti)(ti)(ti)以其自身(shen)复杂的(de)(de)流(liu)变(bian)性(xing)。

研究发现，金锡合金焊料(liao)加(jia)载条件下的变形(xing)量会受到(dao)压力和温度的影(ying)响。第一(yi)(yi)个(ge)阶(jie)段是弹性形(xing)变加(jia)塑性形(xing)变，接着是蠕变，然后(hou)是前(qian)两(liang)种的结合，最后(hou)是统一(yi)(yi)粘(zhan)塑性。熔融金锡焊料(liao)由Au、Sn、Ni等(deng)元素、难(nan)溶金属(shu)氧化物以及气泡(pao)等(deng)多(duo)相流体组成，对其流淌特性开展有(you)限元仿真分析(xi)时(shi)，需要充分考(kao)虑其粘(zhan)度的非(fei)恒(heng)定特性。因此，构建非(fei)牛(niu)顿(dun)流体模(mo)型(xing)对分析(xi)金锡焊料密封行为是必要的。

AuSn焊料对外壳密封(feng)焊接面的(de)铺展和润湿是一个复杂的(de)过程，腔(qiang)体内(nei)外气压、夹具压力共同(tong)作用，求(qiu)解熔融焊料的(de)流(liu)淌趋(qu)势，基于非牛顿流(liu)体流(liu)变特性和宾汉本构方程，采用流(liu)固耦合有限元(yuan)仿真分析方法分析金(jin)锡(xi)焊料环加热熔化后的(de)流(liu)速和方向，并试(shi)着解释两种夹持方式外壳四角空洞的(de)形成机理(li)。

2 金锡(xi)焊(han)料的非牛顿模(mo)型

2.1  有(you)限(xian)元模型(xing)

图1为金(jin)锡熔封的封装模(mo)型(xing)示意图。其中，陶瓷基材(cai)是Al₂O₃陶瓷；金属盖板基材是(shi)Fe-Co-Ni可伐合金；金锡焊料环为AuSn20合金。外壳为(wei)CQPF240，密封区为方环形，内侧边长20.60 mm±0.25 mm，外侧(ce)边长(zhang)24.40 mm±0.25 mm，转(zhuan)角(jiao)处倒(dao)角(jiao)半径(jing)0.42 mm。

通过密封(feng)(feng)夹(jia)(jia)具对金(jin)属盖(gai)板施(shi)加(jia)密封(feng)(feng)压(ya)力(li)，夹(jia)(jia)具类型选(xuan)用块(kuai)体(ti)和(he)夹(jia)(jia)子两种。盖(gai)板在(zai)夹(jia)(jia)具夹(jia)(jia)持作(zuo)用下发(fa)生轻(qing)微形变(bian)，并将(jiang)密封(feng)(feng)压(ya)力(li)传递到金(jin)锡焊料(liao)(liao)环(huan)上。金(jin)锡焊料(liao)(liao)环(huan)与(yu)盖(gai)板的(de)(de)接(jie)(jie)触面被定(ding)义为(wei)压(ya)力(li)入口(kou)(kou)；金(jin)锡焊料(liao)(liao)环(huan)与(yu)外(wai)(wai)壳腔(qiang)体(ti)内(nei)部(bu)气(qi)氛(fen)(fen)的(de)(de)接(jie)(jie)触面被定(ding)义为(wei)内(nei)部(bu)面，在(zai)密封(feng)(feng)过程中，腔(qiang)内(nei)气(qi)氛(fen)(fen)的(de)(de)压(ya)强随烧结(jie)温度(du)的(de)(de)变(bian)化而改变(bian)，熔融(rong)的(de)(de)焊料(liao)(liao)流体(ti)与(yu)腔(qiang)内(nei)气(qi)氛(fen)(fen)的(de)(de)压(ya)强为(wei)竞争关系，占优(you)方决定(ding)焊料(liao)(liao)向(xiang)内(nei)流淌的(de)(de)方向(xiang)和(he)流速。金(jin)锡焊料(liao)(liao)环(huan)与(yu)腔(qiang)外(wai)(wai)气(qi)氛(fen)(fen)的(de)(de)接(jie)(jie)触面被定(ding)义为(wei)压(ya)力(li)出口(kou)(kou)，由于(yu)烧结(jie)炉(lu)的(de)(de)氮(dan)气(qi)循环(huan)，认为(wei)外(wai)(wai)部(bu)气(qi)氛(fen)(fen)的(de)(de)压(ya)强是恒(heng)定(ding)不变(bian)的(de)(de)。

2.2  流固(gu)耦合

由于(yu)压力的传导跨越了固(gu)体和流体两种介(jie)质，为了更(geng)精(jing)确(que)地开展模拟(ni)，采用(yong)流固(gu)耦合的分析方法。

第一(yi)步，对(dui)盖(gai)板、外(wai)壳(qiao)、焊料(liao)环(huan)进行建模(mo)，选择(ze)全(quan)六(liu)面体(ti)剖分(fen)，节(jie)点数18729，单元(yuan)数15616，采(cai)用(yong)Static Structural模块，将温度载荷(he)和夹具压(ya)力(li)载荷(he)作为边界(jie)条件，求解压(ya)力(li)入口界(jie)面上各网格节点(dian)的压(ya)强分(fen)布。

第二步，建立流体区域模型，如图(tu)2所示。其中，腔体气(qi)体1为内部气(qi)氛不与焊料接触(chu)的部分；腔体气(qi)体2为内(nei)部(bu)(bu)气氛与焊(han)料(liao)接触的(de)部(bu)(bu)分；焊(han)料(liao)区(qu)域为熔融焊(han)料(liao)区(qu)域。采(cai)用Fluent模块，将稳态(tai)结构分析得(de)到的(de)压(ya)强分布结果导(dao)入流体模型的(de)压(ya)力入口网格节点上。根据焊料非(fei)牛顿力学特性，选择H-B模型，求解(jie)熔融焊料的(de)(de)(de)流(liu)动(dong)特性(xing)。由于求解(jie)区域(yu)涉及熔融的(de)(de)(de)焊料流(liu)体与腔内(nei)气氛(fen)的(de)(de)(de)压(ya)强竞争，选用两相流(liu)VOF模型(xing)求解问(wen)题。

2.3  宾汉(han)（Bingham）方(fang)程

2.４  材(cai)料(liao)属性

焊(han)料(liao)熔融、凝固(gu)过程(cheng)中会和腔内气体(ti)作用(yong)，在夹具压力(li)作用(yong)下浸润(run)、铺平。如果确定了(le)焊(han)料(liao)的材料(liao)属性(xing)(xing)、流变(bian)特性(xing)(xing)、本构方程(cheng)，即可仿真得(de)到(dao)焊(han)料(liao)在不(bu)同加载条件(jian)下的运动特征(zheng)及(ji)趋势。仿真所采用(yong)的AuSn20焊(han)料材料属性如表(biao)1、2所示。

3 焊料流动特性仿真结果

3.1  压力施加方(fang)法

SJ 21455-2018《集(ji)成电路陶瓷封装合(he)金烧结密封工(gong)艺(yi)技术要求》中提出，合(he)金烧结密封时需(xu)用(yong)夹(jia)具对盖(gai)板与外壳施加(jia)相应(ying)的压力，一(yi)般情况下(xia)会采用(yong)压块或夹(jia)子作为夹(jia)具^[8-10]，如图3、4所示。

相(xiang)比之下，压(ya)(ya)(ya)(ya)块和夹(jia)子提供(gong)压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)方式有所不(bu)同(tong)。压(ya)(ya)(ya)(ya)块夹(jia)具(ju)(ju)与(yu)盖(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)的(de)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)是(shi)(shi)面(mian)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)，选用(yong)压(ya)(ya)(ya)(ya)块作(zuo)为夹(jia)具(ju)(ju)施(shi)加(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)，可以获得更(geng)加(jia)(jia)均(jun)匀的(de)压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)分布(bu)，以期(qi)待焊料在(zai)压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)作(zuo)用(yong)下均(jun)匀向(xiang)四周(zhou)流淌(tang)，铺满整个(ge)密封区；夹(jia)子夹(jia)具(ju)(ju)与(yu)盖(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)的(de)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)可以看做是(shi)(shi)线接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)，压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)通(tong)过(guo)夹(jia)口(kou)所在(zai)的(de)直(zhi)线区域(yu)作(zuo)用(yong)于盖(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)上，通(tong)常(chang)再(zai)增加(jia)(jia)一个(ge)小垫片，将其(qi)转化(hua)为面(mian)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)。这时，如果(guo)所需施(shi)加(jia)(jia)的(de)密封压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)很大(da)(da)，或者盖(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)尺寸过(guo)大(da)(da)（同(tong)等(deng)厚度下盖(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)越大(da)(da)越容(rong)易发生形变），则夹(jia)子夹(jia)具(ju)(ju)容(rong)易造成盖(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)中心悬空(kong)区域(yu)的(de)凹陷形变，而盖(gai)(gai)(gai)板(ban)(ban)四角微翘，这会(hui)导致焊料压(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)入口(kou)的(de)压(ya)(ya)(ya)(ya)强分布(bu)不(bu)均(jun)，使其(qi)流淌(tang)效(xiao)果(guo)与(yu)期(qi)望(wang)不(bu)相(xiang)符。

3.２  压(ya)块(kuai)流场仿(fang)真结果

首先(xian)对压(ya)(ya)块夹(jia)具施加压(ya)(ya)力的(de)情(qing)况开(kai)展仿真分析，设置压(ya)(ya)块提供的(de)压(ya)(ya)力为5 N。图5给出(chu)了(le)盖板与(yu)焊料接触(chu)面，即压(ya)力(li)入口(kou)的压(ya)力(li)分布情况。从图5中(zhong)可以(yi)看出，由于(yu)压(ya)块与盖(gai)板的面接(jie)触，焊(han)料压(ya)力入口界(jie)面上(shang)的节点获(huo)得了均(jun)匀的压(ya)力分布。

将压力分布作为载荷带入流(liu)体力学分析中，求解熔融焊料在压力载荷下的响应。图6给(ji)出了焊料速度(du)分布图，从(cong)图6中可(ke)以看出，焊料的环型区(qu)域内流速较为均匀(yun)，但(dan)在焊料环的四(si)角处(chu)，流速最(zui)大值达到1.42×10^-5m/s，这(zhei)一数值(zhi)达到(dao)了(le)焊料(liao)环形(xing)区(qu)域流速的2～3倍。

进(jin)一步，我们从速度矢量的(de)角度去分析焊料在均(jun)匀(yun)压力下的(de)流淌情况。图7为(wei)速度(du)矢量图，从(cong)图7中可以(yi)看出，焊(han)料环形区域(yu)(yu)（例如四边的中心区域(yu)(yu)），熔融焊(han)料的主要流向(xiang)是朝向(xiang)腔体外部的，数值(zhi)为4.27×10^-6m/s，这有利于熔融焊料(liao)向外铺(pu)展，也(ye)能观察到朝向腔体内部的速度(du)矢量，其数值为1.42×10^-6m/s，这(zhei)有利(li)于熔融焊(han)料向内铺展(zhan)；而在(zai)四(si)角区域，熔融焊(han)料的(de)(de)速度矢量(liang)是近似于垂直(zhi)外壳向下的(de)(de)，朝向腔体(ti)外部的(de)(de)分(fen)量(liang)很小，这(zhei)说明焊(han)料的(de)(de)四(si)角区域是不易在(zai)密封区形成铺展(zhan)的(de)(de)。

虽然(ran)压(ya)块提(ti)供了均匀分布(bu)的(de)(de)压(ya)力(li)，压(ya)力(li)也(ye)转化成(cheng)(cheng)了均匀分布(bu)的(de)(de)速度，使得焊料能够(gou)向(xiang)内和(he)(he)向(xiang)外形成(cheng)(cheng)铺(pu)(pu)展(zhan)和(he)(he)润湿，铺(pu)(pu)满(man)整个(ge)密封区(qu)域(yu)，但是(shi)基于非牛(niu)顿流体的(de)(de)流固耦合仿真(zhen)结果可以看(kan)出(chu)，熔(rong)融焊料铺(pu)(pu)展(zhan)能力(li)的(de)(de)薄弱(ruo)区(qu)域(yu)出(chu)现在了焊料环的(de)(de)四角处，该区(qu)域(yu)向(xiang)外铺(pu)(pu)展(zhan)的(de)(de)速度矢量很小，这是(shi)该区(qu)域(yu)常(chang)见密封空洞的(de)(de)主(zhu)要原因之一。

3.3  夹(jia)子(zi)流场(chang)仿真结果

对夹子夹具施加(jia)压(ya)力(li)的情况开展仿真分析(xi)，也(ye)将压(ya)力(li)设置为(wei)5 N。图8为结(jie)构力学(xue)的(de)仿真结(jie)果。从(cong)图8中可以看出，盖板最大形变值1.5761×10^-7m，最小形变(bian)1.3248×10^-10m，相差(cha)3个数量级，如图8（a）所示，这是由于夹具完全作(zuo)用在空腔上，盖(gai)板(ban)发生了微形(xing)变，并以梯度的形(xing)式从中心(xin)向四周传递；此(ci)时，盖(gai)板(ban)上的最大应力2.2262×10⁶Pa，最小应(ying)力127.77Pa，如图8（b）所(suo)示；盖板的形变翘曲引(yin)起(qi)了盖板与焊(han)料环接触面之间压力的非均匀传递，如图8（c）所示，作用在焊料环上的最大(da)应(ying)力为1.7450×10⁶Pa，位于(yu)焊料(liao)环(huan)内(nei)边界(jie)上(shang)，这将引起焊料(liao)受到向(xiang)腔体外侧流动的(de)强作用力，而最小(xiao)应力为1516.9Pa，分布在(zai)焊(han)(han)料环的四角(jiao)区域(yu)。这(zhei)表明，夹子提供(gong)的密(mi)封压(ya)力向焊(han)(han)料环四边传(chuan)递充分；但在(zai)焊(han)(han)料环四角(jiao)区域(yu)，熔融(rong)焊(han)(han)料难以受到密(mi)封压(ya)力的作用。从(cong)以往的试验(yan)可知(zhi)，金锡焊(han)(han)料与(yu)外(wai)壳、盖(gai)板镀金层的润湿角(jiao)较大，属于只润湿不铺展类(lei)型，因此，在(zai)没有(you)(you)外(wai)界(jie)密(mi)封压(ya)力的驱动下(xia)，难以有(you)(you)效浸润，容(rong)易形成(cheng)密(mi)封空(kong)洞。

为了更清晰地解释非(fei)均匀压(ya)力作用下熔(rong)融焊料的(de)流(liu)(liu)动(dong)，我们进一步通过流(liu)(liu)固(gu)耦合(he)，从速度矢量(liang)角度去分析焊料的(de)流(liu)(liu)淌(tang)情况，如图(tu)9所示(shi)。从图(tu)9中(zhong)可以看出，熔融焊(han)料(liao)在非均匀压力作用(yong)下，在焊(han)料(liao)环四(si)边、四(si)角(jiao)(jiao)和(he)边角(jiao)(jiao)交接区域(yu)表(biao)现出不同的流淌特性。

从边(bian)(bian)角(jiao)(jiao)结(jie)合区(qu)域(yu)(yu)来看，仿真速(su)度矢量的(de)最大值出现在这(zhei)个(ge)区(qu)域(yu)(yu)。熔(rong)(rong)融(rong)焊料(liao)在这(zhei)个(ge)区(qu)域(yu)(yu)获(huo)得了(le)较大的(de)流速(su)，流向(xiang)从四(si)(si)边(bian)(bian)指向(xiang)四(si)(si)角(jiao)(jiao)并伴随(sui)着向(xiang)腔体外侧的(de)分量。这(zhei)种(zhong)情况将导致焊料(liao)从四(si)(si)边(bian)(bian)向(xiang)四(si)(si)角(jiao)(jiao)流动。这(zhei)与压块夹具(ju)提供均(jun)匀(yun)压力情况下(xia)产生的(de)流淌(tang)不同。在均(jun)匀(yun)压力作(zuo)用下(xia)，熔(rong)(rong)融(rong)焊料(liao)表现出垂直向(xiang)腔体内、外的(de)流淌(tang)。而(er)在非均(jun)匀(yun)压力下(xia)，熔(rong)(rong)融(rong)焊料(liao)具(ju)有(you)了(le)沿(yan)着焊料(liao)环内部(bu)流淌(tang)的(de)趋(qu)势，焊料(liao)从四(si)(si)边(bian)(bian)区(qu)域(yu)(yu)被挤压到四(si)(si)角(jiao)(jiao)区(qu)域(yu)(yu)。在这(zhei)种(zhong)情况下(xia)，四(si)(si)边(bian)(bian)焊料(liao)减少，密封后该区(qu)域(yu)(yu)焊料(liao)厚度变(bian)薄，密封可靠性下(xia)降(jiang)。另(ling)一方面，四(si)(si)角(jiao)(jiao)区(qu)域(yu)(yu)获(huo)得了(le)部(bu)分来自(zi)于(yu)四(si)(si)边(bian)(bian)区(qu)域(yu)(yu)的(de)熔(rong)(rong)融(rong)焊料(liao)，这(zhei)种(zhong)流淌(tang)难以控制，并不在设计预期之内。

从(cong)四边来看，熔融焊料受到盖板传递(di)的压力，获(huo)得了垂直于焊料环向下的速度矢量，其(qi)数值为(wei)8.284×10^-8m/s，这个数值极小，说明焊(han)(han)料(liao)(liao)在此(ci)区(qu)域的流动内(nei)驱动力不足，这不利于(yu)焊(han)(han)料(liao)(liao)向(xiang)密(mi)封区(qu)内(nei)、外两个方(fang)向(xiang)润湿(shi)和铺(pu)展。这主要是因为(wei)，由于(yu)压力的不均匀分布，四边焊(han)(han)料(liao)(liao)被挤流向(xiang)四角，使(shi)得四边区(qu)域焊(han)(han)料(liao)(liao)量减(jian)少，焊(han)(han)料(liao)(liao)变薄，此(ci)区(qu)域焊(han)(han)料(liao)(liao)不充分，无法按照(zhao)设计预期向(xiang)腔体内(nei)和腔体外有效铺(pu)展。

从四(si)角区域(yu)来看，虽然获得(de)了部(bu)分熔融焊(han)(han)料(liao)，但是(shi)其流淌驱动(dong)力仅来源于四(si)边焊(han)(han)料(liao)向四(si)角焊(han)(han)料(liao)流动(dong)的流体内部(bu)压(ya)强；而密(mi)封(feng)夹具(ju)提供(gong)的压(ya)力在(zai)四(si)角区域(yu)没有产生预(yu)(yu)期(qi)作用(yong)。由于金锡焊(han)(han)料(liao)的粘塑(su)性，非牛(niu)顿流体在(zai)四(si)角区表现(xian)(xian)出(chu)较差的铺展能力，焊(han)(han)料(liao)环(huan)熔化后不能按(an)照预(yu)(yu)期(qi)向腔内和(he)腔外铺展到(dao)整个(ge)密(mi)封(feng)区域(yu)，这也将(jiang)导致密(mi)封(feng)后密(mi)封(feng)区的四(si)角区域(yu)出(chu)现(xian)(xian)空洞。

4 分析与讨论(lun)

基于非牛顿流体力学，对比不同夹具(ju)夹持(chi)状态下AuSn密封(feng)焊料熔化后的(de)流淌趋势，阐(chan)述(shu)典型密封(feng)压(ya)力条件(jian)下密封(feng)过程四角空洞的(de)形成(cheng)机理。

4.1  压块夹(jia)具

压(ya)块夹具通过对盖(gai)板(ban)(ban)均(jun)匀施加压(ya)力，避免盖(gai)板(ban)(ban)形变，从而(er)使得盖(gai)板(ban)(ban)对焊料环传(chuan)递了(le)均(jun)匀的压(ya)力，使得熔融焊料可(ke)以较好地同时向腔(qiang)体内和腔(qiang)体外两个方向铺展。但是，由基于非牛顿流体的流固(gu)耦(ou)合仿真结果可(ke)以看出，焊料在(zai)四角区域铺展能力较弱，这是该区域常见密封空(kong)洞的重要原因。

4.2  夹子夹具(ju)

夹(jia)子(zi)夹(jia)具对盖(gai)(gai)板(ban)施加压力时，由于夹(jia)具完全作用(yong)在空(kong)腔上，盖(gai)(gai)板(ban)发生了微形(xing)变(bian)。盖(gai)(gai)板(ban)的(de)(de)形(xing)变(bian)翘曲引起了盖(gai)(gai)板(ban)与焊料环(huan)(huan)接触面(mian)之间压力的(de)(de)非均匀传递。在焊料环(huan)(huan)四个边上，焊料受到(dao)向腔体(ti)外侧(ce)流动的(de)(de)强作用(yong)力，而焊料环(huan)(huan)的(de)(de)四角区域难以受到(dao)密封压力的(de)(de)作用(yong)，这使得焊料在四角区域往往难以有效浸润，这是该区域容易形(xing)成密封空(kong)洞的(de)(de)原因之一(yi)。

综上可以(yi)看(kan)出，四(si)角空(kong)洞(dong)是由(you)密(mi)(mi)封(feng)夹(jia)具、密(mi)(mi)封(feng)压力所(suo)(suo)产生的一(yi)种最基(ji)本的密(mi)(mi)封(feng)空(kong)洞(dong)。在所(suo)(suo)封(feng)电路(lu)尺寸较大，或所(suo)(suo)需(xu)密(mi)(mi)封(feng)压力较大，或所(suo)(suo)封(feng)电路(lu)的盖(gai)板较薄，或密(mi)(mi)封(feng)区较宽时，焊(han)料(liao)环(huan)四(si)角区域(yu)流淌性低于(yu)四(si)边区域(yu)，造成焊(han)料(liao)整体铺展不均(jun)匀的现象更加显(xian)著，密(mi)(mi)封(feng)空(kong)洞(dong)多发，如图10所(suo)示。通常的工(gong)艺试(shi)验会增加密(mi)封(feng)压力来(lai)提(ti)高(gao)焊(han)料(liao)铺展(zhan)性，以期待通过挤压促进焊(han)料(liao)填缝，弥补空(kong)洞。但(dan)是在上述提(ti)到的情况下，不但(dan)不能(neng)通过增加压力来(lai)提(ti)高(gao)四角区域(yu)的焊(han)料(liao)铺展(zhan)能(neng)力，还会导致原本已(yi)经良好铺展(zhan)的区域(yu)发生焊(han)料(liao)溢出，引发PIND和爬盖问题(ti)。因此，在有必要(yao)时，应(ying)根据需要(yao)对典型的(de)压(ya)力施(shi)加方式进(jin)行改进(jin)。在分(fen)析密封(feng)(feng)(feng)空洞时，不仅(jin)仅(jin)着眼于密封(feng)(feng)(feng)压(ya)力的(de)均(jun)匀施(shi)加，更应(ying)该深入考虑的(de)是焊(han)料最终的(de)流(liu)速和流(liu)动(dong)方向(xiang)，这是一(yi)个密封(feng)(feng)(feng)区结(jie)构设计(ji)与密封(feng)(feng)(feng)工艺参数优化相结(jie)合的(de)复(fu)杂问题(ti)。

5 结 论

基于非牛(niu)顿流(liu)体力学，对比(bi)了压块和夹(jia)子两种不同夹(jia)具夹(jia)持状态(tai)下AuSn20密(mi)封焊(han)料(liao)熔化后的(de)流淌趋势，发现压(ya)块(kuai)可以(yi)使(shi)焊(han)料(liao)环获得均(jun)匀(yun)压(ya)力(li)(li)(li)，而夹子产生非均(jun)匀(yun)压(ya)力(li)(li)(li)，四角处焊(han)料(liao)压(ya)力(li)(li)(li)较(jiao)小，熔化后流速较(jiao)小，润湿能(neng)力(li)(li)(li)相对较(jiao)差(cha)，说(shuo)明其是密(mi)封四角空洞(dong)的(de)形成机(ji)理(li)之(zhi)一。 

参考文献：（略(lve)）

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