Il materiale di una sfera di saldatura CCGA è una struttura composita a tre-strati: uno strato interno di rame di elevata-purezza, uno strato intermedio facoltativamente placcato con nichel e uno strato esterno di placcatura di saldatura a base di stagno-(come SAC305 o stagno puro).
Copper Core Solder Ball (CCSB) è un materiale di interconnessione ad alte-prestazioni progettato specificamente per imballaggi 3D avanzati. La composizione del materiale determina direttamente le sue eccellenti prestazioni in scenari ad alta-densità e alta-affidabilità.
Strato interno: rame ad elevata-purezza (nucleo in rame) Realizzato in rame elettrolitico, in genere con una purezza superiore al 99,9% e un diametro compreso tra 0,03 e 0,5 mm.
Il rame ha un punto di fusione fino a 1083 gradi, superando di gran lunga la temperatura di saldatura a rifusione (circa 250 gradi), rimanendo così solido durante più cicli termici, svolgendo un ruolo cruciale nel supportare lo spazio del pacchetto e prevenirne il collasso.
Strato intermedio: placcatura in nichel (opzionale) Spessore di circa 2–3 μm, depositato sulla superficie della sfera di rame mediante galvanica. La sua funzione principale è quella di sopprimere la diffusione intermetallica tra rame e lega di saldatura esterna a base di stagno-, prevenendo la formazione di IMC fragili (come Cu₆Sn₅) e migliorando l'affidabilità a lungo termine-del giunto di saldatura. L'aggiunta o meno di questo strato dipende dal materiale del substrato e dai requisiti del processo.
Strato esterno: rivestimento di saldatura
Comunemente composto da SAC305 (Sn-3,0Ag-0,5Cu), stagno puro (Sn) o lega SC, con uno spessore compreso tra 3 e 30 μm.
Durante la saldatura a rifusione, si scioglie e forma un legame metallurgico con le piazzole del PCB, ottenendo connessioni elettriche e meccaniche, mentre il nucleo interno di rame rimane invariato, ottenendo un meccanismo di saldatura stabile di "fusione esterna e solidificazione interna".
