1。4。4掺铟钎料的应用

由于铟的熔点低、抗疲劳性优良以及焊点强度高，目前已经成为微电子封装中不可或缺的钎料之一。研究发现，铟的很多易熔合金在用作钎料时极易与石英、云母的表面润湿，而且黏附性非常好，这样便于我们将压电材料制成的零件紧紧地焊接在一起。很多时候我们都会选择含铟的钎料去制作多层集成电路，原因是含铟钎料共晶温度低、润湿性好，有利于提高焊点的可靠性。

掺铟钎料不仅可以用于常见的低温钎焊，也就是软钎焊，它在高温硬钎焊方面也有着普遍的应用，如制作铌合金、硅锗半导体材料、复合材料等。在微电子封装领域中，我们也经常看到许多掺杂铟的钎料，比如在Sn-Ag、Sn-Bi等钎料中掺杂一些铟，这样可以在保证不会损坏合金机械性能的同时，使钎料的熔点降低。

1。5钎料的润湿与铺展

在钎料铺展过程中,熔融钎料会与基板相互作用，最终形成一个稳定的系统，这个系统是由固态基板、液态钎料和气态空气组成。假设固相与气相、固相与液相、和液相与气相之间的界面张力分别为σsg,σsl和σlg,当三相平衡时，它们之间的合力便为零，即有：

             cosθ=(σsg-σsl)/ σlg                                    (1-1)

其中，θ称为润湿角，它的定义为：在固、液、气三相交界处，形成相对的面间角。

上式就是闻名遐迩的杨氏方程，它是在恒温、恒压和组成不变的情况下得到的，主要用于定性的判断铺展过程。从该方程中不难发现，随着σsg,σsl和σlg的变化，都会使润湿角发生变化，因此润湿角能够表征钎料在基板上的铺展效果,从而可以判断一种液体对固体的润湿性能。

图1-5铺展受力示意图

较小的润湿角意味着钎料的铺展面积大，润湿效果好。当基板被氧化或者残留一些污染物后，会对铺展产生影响，在实际铺展前，需要对氧化物和污染物处理，从而提高钎料的润湿铺展性，一般通过加入一些助焊剂来解决这个问题。

润湿性[31~34]是指液态金属在固体表面的润湿铺展能力。研究发现，影响钎料润湿性的主要因素包括：钎料和母材的成分、钎焊时的温度、钎剂、金属表面氧化物、母材的表面状态等。试想一下如果钎焊时钎料与母材不能润湿，焊接能成功？显然不能，因此，润湿性是钎焊的基础。在进行钎焊的过程中，钎料首先慢慢融化，通过毛细作用填充焊缝，从而产生钎料与基板之间的冶金作用，最后冷却形成焊点。钎焊过程中，熔融钎料与母材相互作用，并在母材的表面铺展开来，形成一个固-液界面，这种现象就是所谓的润湿。钎焊时的温度对润湿有着很大的影响，温度越高，钎料的表面张力越低，润湿效果越好。我们一般通过润湿角来判断润湿的好坏，即通过杨氏方程：σsg=σsl+σlgcosθ来判断，当润湿角θ＞90°时称之为不润湿，θ＜90°时称之为润湿。

钎料在基板上的润湿与铺展并不能混为一谈，钎焊过程中的润湿是传质作用起了明显的作用，铺展则取决于钎料和基板之间的相互作用。在钎焊过程中，我们不但希望钎料能够很好的润湿基板，也希望其能够在基板上铺展。实践证明了液态钎料和基板之间的互溶度决定了其润湿性能的好坏，互溶度越小越有利于铺展。 

1。6课题研究的内容

本文主要以In-Sn钎料为研究对象，主要研究内容包括以下几点：