[發明專利]一種焊接TO封裝元器件時降低空洞率的方法

有效

• 申請號: 202011197218.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112775509B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 韓瀟;許瑞豐;鄭杰;廉志宏;侯志鵬;劉銷斌
• 申請（專利權）人: 天津航空機電有限公司
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B23K1/008;B23K3/08;B23K37/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 高霖

本發明涉及一種焊接TO封裝元器件時降低空洞率的方法，包括設計高導熱材質線路板焊盤；設計鋼網板；設計TO封裝元器件錫膏涂覆焊接一體化工裝；高導熱材質線路板涂覆錫膏；TO封裝元器件涂覆錫膏；高導熱材質線路板焊接；TO封裝元器件焊接；清潔和TO封裝元器件在高導熱材質線路板上焊接的步驟。通過上述方法，將高導熱材質線路板上焊接TO封裝元器件焊接空洞率降低到10％以內，減少了功率芯片工作過程中的內阻，提高了焊接品質及產品可靠性，可用于大規模生產。

技術領域

本發明涉及SMT組裝工藝技術領域，特別是一種在高導熱材質線路板上焊接TO封裝元器件時降低空洞率的方法。

背景技術

在電子產品生產中，TO封裝元器件在進行焊接時，無論是回流焊接還是波峰焊接，無論是有鉛制程還是無鉛制程，最常見的焊接質量隱患就是冷卻之后出現一些空洞(氣泡)現象。空洞是一種較為常見的焊接質量隱患，它的存在不僅會使焊點的機械強度大大降低，還會產生各種阻抗，導致接地狀況不佳，造成電路串擾、插入損耗以及帶來附加的電容與震蕩，對于一些對導熱性作出要求的大功率芯片，芯片與焊盤的連接更需要好的接地能力和散熱能力。隨著服役時間的延長，焊接空洞極易誘發多種致命的失效模式。

在高導熱材質線路板上焊接TO封裝元器件時，一般采用回流焊形式，但在高導熱材質線路板上TO封裝元器件的焊盤、鋼網板、焊接方法都會影響到焊接后空洞率過大，在產品工作中結溫升高時，其結電流就會進一步加大，從而將造成惡性循環使結溫超過最高限制值而燒毀芯片。

在降低高導熱材質線路板上焊接TO封裝元器件時出現空洞率的同時，需要兼顧批產產品質量一致性和生產效率問題，無工裝保證則會對產品質量帶來極大波動并降低生產效率。

發明內容

本發明的目的是，提供一種在高導熱材質線路板上焊接TO封裝元器件時降低空洞率的方法，保證產品可靠性的同時提高產品生產效率。

本發明技術方案：

一種焊接TO封裝元器件時降低空洞率的方法，包括的步驟如下：

1)設計高導熱材質線路板焊盤：

在高導熱材質線路板上需要焊接TO封裝元器件的焊盤上增加導通孔，增加氣體排放路徑；

2)設計鋼網板：

制作階梯型鋼網板，并在階梯型鋼網板上預留井字形狀的排氣通道；

3)設計TO封裝元器件錫膏涂覆焊接一體化工裝：

TO封裝元器件錫膏涂覆焊接一體化工裝由器件級鋼網板、固定架、合成石托盤、膠木底座組成，工裝上部為固定架，下部為膠木底座，器件級鋼網板嵌入固定架內，合成石托盤放置于固定架和膠木底座之間，合成石托盤上具有多個TO封裝元器件卡槽；

4)高導熱材質線路板涂覆錫膏：

將鋼網板和在TO封裝元器件上增加了導通孔的高導熱材質線路板安裝在錫膏印刷機上，通過錫膏印刷機，在高導熱材質線路板上涂覆錫膏；

5)TO封裝元器件涂覆錫膏：

將多個TO封裝元器件放在TO封裝元器件錫膏涂覆焊接一體化工裝的合成石托盤上，使用刮刀進行錫膏涂覆；

6)高導熱材質線路板焊接：

將步驟4)涂覆錫膏后的高導熱材質線路板放入回流爐進行回流焊接；

7)TO封裝元器件焊接：

將在步驟5)完成錫膏涂覆的合成石托盤整體拿出，放入回流爐進行回流焊接；

8)清潔：

將步驟6)和7)回流焊接完成后的高導熱材質線路板和合成石托盤取出，使用酒精清潔回流焊接后溢出的助焊劑和雜質；