[發(fā)明專利]一種有鉛焊料與無鉛BGA器件混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211265784.1
• 申請(qǐng)日: 2022-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN115711908A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉偉;李苗;宋惠東;陳該青;蔣健乾;趙培堂;殷忠義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號(hào): G01N25/04
• 分類號(hào): G01N25/04
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34184
• 代理人: 楊霞

本發(fā)明公開了一種有鉛焊料與無鉛BGA器件混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)檢測(cè)方法，包括如下步驟：在焊盤上印刷有鉛焊料，然后與無鉛BGA器件進(jìn)行組裝焊接；然后在無鉛BGA器件的邊緣位置、中心位置各取一顆混合焊球，檢測(cè)混合焊球的熔點(diǎn)分別記為T邊、T中；按照公式：混合焊點(diǎn)熔點(diǎn)＝(T邊+T中)/2計(jì)算，得到混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)。本發(fā)明通過控制無鉛BGA器件中心位置的混合焊球溫度，可以快速獲得混合均勻的混合焊點(diǎn)，再通過僅檢測(cè)邊緣位置、中心位置的焊球熔點(diǎn)，根據(jù)公式計(jì)算即可獲得混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)，熔點(diǎn)結(jié)果準(zhǔn)確性好，且方法簡(jiǎn)單、耗時(shí)短、成本低，全部采用生產(chǎn)車間常用工具，在實(shí)際生產(chǎn)過程中可操作性高，并方便推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有鉛焊料與無鉛BGA器件混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

由于鉛的毒性所帶來的環(huán)保以及對(duì)人類健康方面的擔(dān)憂，鉛基釬料被限制使用或禁止使用，鉛焊料和無鉛焊接工藝隨之得到大量的研究。由于對(duì)無鉛產(chǎn)品可靠性等方面的擔(dān)憂，歐盟的WEEE/RoHss指令中規(guī)定軍用和航天電子設(shè)備屬于豁免條列。但是進(jìn)口器件多為工業(yè)級(jí)，而外國(guó)工業(yè)級(jí)器件大多轉(zhuǎn)向無鉛器件，并減少甚至停止有鉛器件的供應(yīng)。

近年來電子組裝中無鉛器件不斷增加，對(duì)于無鉛器件的處理目前主要有二種方法：1)將無鉛器件通過植有鉛球等方式轉(zhuǎn)換為有鉛器件，然后采用有鉛工藝焊接；2)無鉛器件直接采用有鉛焊料焊接。對(duì)于第一種方法來講，隨著無鉛器件數(shù)量的不斷增多，其效率低的缺點(diǎn)越加明顯，而且兩次高溫對(duì)無鉛元器件的影響值得商榷。因此無鉛器件直接采用有鉛焊料焊接的方式成為目前研究的熱點(diǎn)。

有鉛焊料焊接無鉛元器件(特別是無鉛BGA器件)的混裝工藝較為復(fù)雜、存在一定的技術(shù)難度。比如，在焊接中如果選用有鉛工藝回流溫度，以有鉛焊料的熔點(diǎn)去設(shè)計(jì)溫度曲線，溫度較低造成無鉛焊球或焊端不會(huì)完全熔化或潤(rùn)濕，器件一側(cè)界面不能生成足夠的金屬間化合物，無法實(shí)現(xiàn)可靠的連接；但若選用無鉛工藝溫度曲線，如常用的無鉛SnAgCu305的217℃熔點(diǎn)去設(shè)計(jì)溫度曲線，由于溫度較高，不僅會(huì)帶來過厚的金屬間化合物的脆性影響，還會(huì)對(duì)元器件和PCB板造成熱影響。因此若想獲取合理的溫度曲線，必須獲得有鉛焊料與無鉛BGA混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)，從而去設(shè)計(jì)合理溫度曲線。

目前有鉛焊料與無鉛BGA器件混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)獲得主要通過多次回流試驗(yàn)獲得混合焊點(diǎn)樣品，經(jīng)過金相切片確認(rèn)組織完全混合后再取完全混合焊點(diǎn)進(jìn)行DSC(差示掃描測(cè)量熱分析)試驗(yàn)，過程復(fù)雜時(shí)間長(zhǎng)，且成本高，無法在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)獲取從而無法快速指導(dǎo)工程化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種有鉛焊料與無鉛BGA器件混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)檢測(cè)方法，本發(fā)明通過控制無鉛BGA器件中心位置的混合焊球溫度，可以快速獲得混合均勻的混合焊點(diǎn)，再通過僅檢測(cè)邊緣位置、中心位置的焊球熔點(diǎn)，根據(jù)公式計(jì)算即可獲得混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)，熔點(diǎn)結(jié)果準(zhǔn)確性好，且方法簡(jiǎn)單、耗時(shí)短、成本低，全部采用生產(chǎn)車間常用工具，在實(shí)際生產(chǎn)過程中可操作性高，并方便推廣。

本發(fā)明提出了一種有鉛焊料與無鉛BGA器件混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)檢測(cè)方法，包括如下步驟：

在焊盤上印刷有鉛焊料，然后與無鉛BGA器件進(jìn)行組裝焊接；然后在無鉛BGA器件的邊緣位置、中心位置各取一顆混合焊球，檢測(cè)混合焊球的熔點(diǎn)分別記為T邊、T中；按照公式：混合焊點(diǎn)熔點(diǎn)＝(T邊+T中)/2計(jì)算，得到混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)。

優(yōu)選地，無鉛BGA器件上原焊球熔點(diǎn)記為T_原焊球；組裝焊接時(shí)，無鉛BGA器件中心位置的混合焊球的焊接峰值溫度為T_原焊球以上20-30℃。

可以在回流爐等設(shè)備中進(jìn)行焊接；在焊接無鉛BGA器件時(shí)，同一焊接溫度下，無鉛BGA器件邊緣和中心的溫度并不相同，中心的溫度較低，若溫度設(shè)置不合適會(huì)使得有鉛焊料與無鉛BGA器件上的焊點(diǎn)無法均勻混合，使得焊球組織不均勻，進(jìn)而影響混合焊點(diǎn)的熔點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性；本發(fā)明通過控制焊接時(shí)，無鉛BGA器件中心位置的焊球溫度，可以使得有鉛焊料與無鉛BGA器件上的焊點(diǎn)均勻混合，從而確保熔點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。