一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法技术

本发明专利技术公开了一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，包括如下步骤：在焊盘上印刷有铅焊料，然后与无铅BGA器件进行组装焊接；然后在无铅BGA器件的边缘位置、中心位置各取一颗混合焊球，检测混合焊球的熔点分别记为T边、T中；按照公式：混合焊点熔点＝(T边+T中)/2计算，得到混合焊点的熔点。本发明专利技术通过控制无铅BGA器件中心位置的混合焊球温度，可以快速获得混合均匀的混合焊点，再通过仅检测边缘位置、中心位置的焊球熔点，根据公式计算即可获得混合焊点的熔点，熔点结果准确性好，且方法简单、耗时短、成本低，全部采用生产车间常用工具，在实际生产过程中可操作性高，并方便推广。推广。推广。

【技术实现步骤摘要】
一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法


[0001]本专利技术涉及焊材
，尤其涉及一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法。

技术介绍

[0002]由于铅的毒性所带来的环保以及对人类健康方面的担忧，铅基钎料被限制使用或禁止使用，铅焊料和无铅焊接工艺随之得到大量的研究。由于对无铅产品可靠性等方面的担忧，欧盟的WEEE/RoHss指令中规定军用和航天电子设备属于豁免条列。但是进口器件多为工业级，而外国工业级器件大多转向无铅器件，并减少甚至停止有铅器件的供应。
[0003]近年来电子组装中无铅器件不断增加，对于无铅器件的处理目前主要有二种方法：1)将无铅器件通过植有铅球等方式转换为有铅器件，然后采用有铅工艺焊接；2)无铅器件直接采用有铅焊料焊接。对于第一种方法来讲，随着无铅器件数量的不断增多，其效率低的缺点越加明显，而且两次高温对无铅元器件的影响值得商榷。因此无铅器件直接采用有铅焊料焊接的方式成为目前研究的热点。
[0004]有铅焊料焊接无铅元器件(特别是无铅BGA器件)的混装工艺较为复杂、存在一定的技术难度。比如，在焊接中如果选用有铅工艺回流温度，以有铅焊料的熔点去设计温度曲线，温度较低造成无铅焊球或焊端不会完全熔化或润湿，器件一侧界面不能生成足够的金属间化合物，无法实现可靠的连接；但若选用无铅工艺温度曲线，如常用的无铅SnAgCu305的217℃熔点去设计温度曲线，由于温度较高，不仅会带来过厚的金属间化合物的脆性影响，还会对元器件和PCB板造成热影响。因此若想获取合理的温度曲线，必须获得有铅焊料与无铅BGA混合焊点的熔点，从而去设计合理温度曲线。
[0005]目前有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点获得主要通过多次回流试验获得混合焊点样品，经过金相切片确认组织完全混合后再取完全混合焊点进行DSC(差示扫描测量热分析)试验，过程复杂时间长，且成本高，无法在生产现场获取从而无法快速指导工程化生产。

技术实现思路

[0006]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，本专利技术通过控制无铅BGA器件中心位置的混合焊球温度，可以快速获得混合均匀的混合焊点，再通过仅检测边缘位置、中心位置的焊球熔点，根据公式计算即可获得混合焊点的熔点，熔点结果准确性好，且方法简单、耗时短、成本低，全部采用生产车间常用工具，在实际生产过程中可操作性高，并方便推广。
[0007]本专利技术提出了一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，包括如下步骤：
[0008]在焊盘上印刷有铅焊料，然后与无铅BGA器件进行组装焊接；然后在无铅BGA器件的边缘位置、中心位置各取一颗混合焊球，检测混合焊球的熔点分别记为T边、T中；按照公
式：混合焊点熔点＝(T边+T中)/2计算，得到混合焊点的熔点。
[0009]优选地，无铅BGA器件上原焊球熔点记为T
原焊球
；组装焊接时，无铅BGA器件中心位置的混合焊球的焊接峰值温度为T
原焊球
以上20
‑
30℃。
[0010]可以在回流炉等设备中进行焊接；在焊接无铅BGA器件时，同一焊接温度下，无铅BGA器件边缘和中心的温度并不相同，中心的温度较低，若温度设置不合适会使得有铅焊料与无铅BGA器件上的焊点无法均匀混合，使得焊球组织不均匀，进而影响混合焊点的熔点检测的准确性；本专利技术通过控制焊接时，无铅BGA器件中心位置的焊球温度，可以使得有铅焊料与无铅BGA器件上的焊点均匀混合，从而确保熔点检测的准确性。
[0011]上述焊盘可以为带有焊盘的印制板或者带有焊盘的微带板，焊盘和无铅BGA器件在使用前须经干燥处理。
[0012]优选地，焊盘中心设置有通孔，在组装焊接时从通孔处检测无铅BGA器件中心位置的混合焊球温度。
[0013]优选地，通孔的直径≥1mm。
[0014]从焊盘中心设置的通孔检测无铅BGA器件中心位置的焊球温度，可快速测定焊球温度，且操作简单；可以用炉温测试仪直接接触焊球以检测焊球温度。
[0015]优选地，用热台与炉温测试仪检测混合焊球的熔点。
[0016]优选地，用热台与炉温测试仪检测混合焊球的熔点，其具体步骤包括：将炉温测试仪一端的电偶固定在热台上，将混合焊球靠近电偶放置，逐步升高热台温度至混合焊球开始熔化，此时的温度记作混合焊球的熔点。
[0017]上述热台温度可以从有铅焊料的熔点开始逐步升温，这样可以节省检测时间；升温速度可以为每隔2min上升2℃。
[0018]上述热台、炉温测试仪均是在生产车间焊接过程中常用的仪器，可以在组装焊接时，直接用于熔点的检测，且检测方法简单快速，在实际生产过程中可操作性高。
[0019]优选地，印刷有铅焊料前，无铅BGA器件的原焊球成分包括Sn、Ag、Cu。
[0020]优选地，有铅焊料为Sn63Pb37焊膏、Sn62Pb36Ag2焊膏中的至少一种。
[0021]有益效果：
[0022]本专利技术不通过多次工艺回流试验和DSC试验，本专利技术通过控制无铅BGA器件中心位置的混合焊球温度，可以快速获得混合均匀的混合焊点，再通过仅检测边缘位置、中心位置的混合焊球熔点，根据公式计算即可获得混合焊点的熔点，熔点结果准确性好，且方法简单、耗时短、成本低，全部采用生产车间常用工具，在实际生产过程中可操作性高，并方便推广。将有铅回流曲线中有铅焊料的熔点替换成混合焊点的熔点，进行焊接，可以提高混合焊点的可靠性，且易实现工业化生产。
附图说明
[0023]图1为混装焊点的温度循环可靠性试验的金相SEM图。
具体实施方式
[0024]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本专利技术的范围。
[0025]以下实施例中印制板的板材为环氧玻璃布层压板(FR4)，印制板上设置有焊盘，焊盘表面的镀层为锡铅合金；无铅BGA器件的尺寸为35mm
×
35mm，共包含1152个原焊球，原焊球间距为1mm，原焊球直径0.45mm，原焊球成分为Sn
‑
3.0Ag
‑
0.5Cu(SAC305，熔点217℃)。
[0026]实施例1
[0027]一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，包括如下步骤：
[0028]取印制板于110℃烘烤4h，然后在印制板焊盘的中心位置钻直径为1.5mm的通孔；再用丝网印刷机和钢网在焊盘上印刷Sn62Pb36Ag2焊膏，钢网厚度为0.15mm，钢网开孔尺寸与印制板焊盘尺寸按照1:1开孔；
[0029]取无铅BGA器件于125℃烘烤24h；使用贴片机将无铅BGA器件贴装在印制板焊盘上，要求贴片要正，不能歪斜；然后将炉温测试仪的热电偶从印制板底部的通孔插入，使得热电偶直接接触到BGA器件中心位置的混合焊球；然后转移至回流炉中进行焊接，炉温参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，其特征在于，包括如下步骤：在焊盘上印刷有铅焊料，然后与无铅BGA器件进行组装焊接；然后在无铅BGA器件的边缘位置、中心位置各取一颗混合焊球，检测混合焊球的熔点分别记为T边、T中；按照公式：混合焊点熔点＝(T边+T中)/2计算，得到混合焊点的熔点。2.根据权利要求1所述有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，其特征在于，无铅BGA器件上原焊球熔点记为T
原焊球
；组装焊接时，无铅BGA器件中心位置的混合焊球的焊接峰值温度为T
原焊球
以上20
‑
30℃。3.根据权利要求1或2所述有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，其特征在于，焊盘中心设置有通孔，在组装焊接时从通孔处检测无铅BGA器件中心位置的混合焊球温度。4.根据权利要求3所述有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，其特征在于，通孔的直径≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓伟，李苗，宋惠东，陈该青，蒋健乾，赵培堂，殷忠义，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：