处理和检测通路的方法技术

本发明专利技术提供一种处理与基片（２１）连接的通路（１０）的方法和检测通路（１０）的方法。无铅焊料糊（６０）的图案涂加在通路（１０）的孔（１３）周围。焊糊（６０）回流形成通路（１０）的焊盘（１２）上的无铅焊料的图案，其仅覆盖在焊盘（１２）的部分表面区域一部分，焊料糊基本上对称地定位于孔（１３）的相对侧面。在回流中产生的焊剂不足以塞住孔（１３）。可通过包括共线的第一和第二边缘和具有相对于焊盘（１２）上的无铅焊料图案的优选的方位的片状探针探测无铅焊料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及一种处理通路的方法和检测通路的方法。更为特别的是本专利技术涉及一种用无铅焊料糊处理通路的方法，该无铅焊料糊仅覆盖通路焊盘的一部分表面区域，和一种利用片形探针检测焊盘上的无铅焊料的方法。
技术介绍
铅(Pb)是一种众所周知的对人类有毒性的重金属。人体铅中毒可通过皮肤接触，呼吸，食物和含铅的饮料发生。含铅制品例如涂料，铅管系统，和汽油包括在包括美国和欧共同体(EU)的许多国家被禁止。孩子尤其容易铅中毒，并且铅中毒可导致孩子的发育问题，如学习能力缺失，神经损伤，贫血症，生长停滞，行动异常，语言发育的损伤，听力损失，肾损伤，和多动症，在此仅说出一些。一旦铅进入生物系统，几乎不可能除去，因为铅不溶解于水，也不可生物降解，不可能燃烧掉，并且其浓度无法随时间上消耗或衰减。人类铅中毒的主要来源是通过受含铅制品或材料污染的地下水。例如，垃圾掩埋中经常包含倾倒在垃圾掩埋中的电子产品。那些电子产品包括其上具有利用铅基焊料焊接的组件的电路板。锡(Sn)和铅(Pb)元素是铅基焊料(例如，铅-锡焊料)的主要成份，铅-锡焊料本身就是用于将组件电子连接和结合到电路板上的基本成份。最后，雨水和其它环境因素引起铅-锡焊料中的铅(Pb)溶出到地下水中。即使铅锡焊料占全世界铅消耗的小部分(＜1％)，电子产品的激增，尤其是被购买接着稍后被丢到垃圾掩埋中的消费电子产品，已经促使许多国家制定法律禁止使用铅锡焊料。例如，日本和欧共体(EU)待出的无铅立法将约束铅基焊料的使用。欧共体的危险物质限制(RoHS)将于2006年7月1日生效。这些对于铅基焊接的限制将不仅仅影响立法国家内的电子制造业，还将影响与这些国家交易商品的电子制造业。在这任意一种情况下，电子工业制造都面临着发展遵守无铅化限制的、在经济上可得的和环境上友好的铅基焊料的替代品。当前认为无铅焊料是铅锡焊料的替代品。无铅焊料的组合物的例子包括(1)99.3％的锡(Sn)和0.7％的铜(Cu)；(2)95.5％的锡(Sn)，4.0％的银(Ag)，和0.5％的铜(Cu)；和(3)92.3％锡(Sn)，3.4％的银(Ag)，1.0％的铜(Cu)，和3.3％的铋(Bi)。然而必须克服在无铅化焊接使用上出现的某些实施问题，使采用无铅化焊料制造电子器件在经济上可行的。这样的一个问题在于印刷电路板(PC boards)上的通路在电路测试(ICT)中接触失败率上升。典型的是，印刷电路板包括若干个含在通路焊盘上的无铅焊料中的测试通路。对印刷电路板上的组件进行回流焊接之后，通过检测定位器对这些通路进行探测。该检测需要确保印刷电路板和与其连接的组件合理运行。除了因为焊料残余在再回流之后覆盖通路，并且残余作为绝缘层阻碍探针和通路焊盘上的无铅焊料之间的电接触，通路引出的问题，无铅焊料相对于裸成品金属易于探测。回到图1a，在先的电路300包括印刷电路板301，该印刷电路板包括用无铅焊料焊接315到位于板301表面301t的焊盘313上的组件(311，321)。虚线轮廓描绘在组件(311，321)之下的部分，该处是无铅焊料回流将组件(311，321)连接到它们各自的焊盘313。组件(311，321)可以是表面安装装置，例如电阻器，电容器，和集成电路。电导迹线312连接组件(311，321)到形成电路300的其它元件(未示出)。通路303是这样一种可以通过电导迹线312连接组件(311，321)的部件。如下所述，无铅焊料糊涂到通路303和焊盘313。无铅焊料糊包括无铅焊料组分和焊剂组分。在回流焊接过程之后，通路303的焊盘302被无铅焊料335s覆盖，通路303的孔305被焊料335s填充。焊料335s包括由焊剂335f盖住并使焊剂凹进其中的一块。焊料335s还用于将组件(311，321)焊接到各自焊盘313上，如315所示。参照图1b到1e，其通路303具存直径Dv和模板330包括具有直径Ds的孔331，模板作为掩模将前述的无铅焊料糊涂加到通路303。典型地，当无铅焊料用于将组件焊接到印刷电路板上时，通路上一比一成糊的焊料糊(1∶1)通过使用带有孔的模板完成，模板的直径大于或等于通路的直径。相应地，在图1c中，之前的模板330的直径Ds可大于或等于图1b中通路303的直径Dv(也就是Ds≥Dv)。当Ds＞Dv时，通路303的焊盘302的焊糊是作为通路的套糊或套印。然后孔331的直径Ds如图1f所示完全覆盖通路303的焊盘302，模版330定位于接触电路板301的表面301t，无铅焊料糊335是涂加到模版330上，流经孔331，覆盖在通路303的焊盘302上。接着在回流焊接过程中对于无铅焊料糊335进行加热h。回流使糊335的焊接组件335s变湿，并粘接到焊盘302上。另外，焊料335s的大部分流入通路的孔305内，糊335的焊剂组件335f也流入孔305中。结果，焊料335s填补孔305的大部分，焊剂组件335f汇合到焊料335s的顶端并且塞入孔305中。孔305的栓塞和焊剂组件335f的汇合归因于用于无铅焊料糊335中的焊剂335f的高固体含量和通路303的无铅焊料糊335的前述的1∶1的成糊。由于1∶1形成糊，过量的焊料糊335涂加在焊盘302上。在回流过程中，焊料糊335中过量的焊料335s流入孔305中。结果，如图1i和1j所示，焊剂335f汇合到孔305内过量焊料的顶部。焊剂335f可与焊盘302表面基本齐平或焊剂335f形成凸形的(也就是在焊盘302的上表面上)或凹形的(也就是在焊盘302的上表面下)圆形顶335fc。在任意一种情况下，被施加压力U接触通路303的探针350的顶端350t，因为焊剂335f引起的阻塞使顶端350t不能穿透足够远进入孔305，不能与焊盘302的焊料335s形成电连接C。因此探针的接触面350c不能与焊盘302上的焊料335s接触，探针350和通路303之间不能建立有效的电连接。而且，典型地在涂加焊料糊335之前通路303被有机可焊性保护层(OSP)覆盖。OSP是低成本涂层，如果被过量糊粘，其防止与通路303的重复接触。回到图1a，在焊料糊335的回流之后，理想的是对电路板301进行探测，实施电路检测(ICT)确定电路板301的合理功能。然而如图1j所示意，焊剂335f汇聚在孔305内阻止利用探针350进行可靠ICT。本质上，探针350大部分不能与焊盘302上的焊料335s进行良好的电连接。无法重复在电路板301上实施可靠的ICT导致无铅焊料处理的电路板的再测试制造成本的增加，错误刮擦的电路板有关的浪费成本，在包含不良电路板产品的保修期之内增加的责任，次品造成的对于品牌信誉度的负面影响，和检理电路板和用于探测电路板的ICT功能检测器有关的成本。上述问题的可能解决方案包括使用高成本的电路板加工和运用测试焊盘，而不是测试通路。高成本加工的使用(也就是说电解Ni/Au)不易于大量制造，尤其是低利润消费电子产品。其它值得注意的加工比如锡浸和银浸可能导致触须生长及与触须生长相关的失效机制。与检测通路相对使用检测焊盘具有消耗印刷电路板上珍贵不动产和增加信号网容量的弊端，增加信号网容量可损害信号速度，性能和可靠性。另外解决方案是对电路板进行化学清洗；然而清洗增加制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理与基片连接的通路的方法，包括：将模板与基片对准成直线，模板包括具有大量孔和防护的图案；将模板与基片连接，使防护覆盖穴孔和通路的焊盘的第一部分，并且将孔定位在焊盘的第二部分上；将无铅焊料糊涂到模板上，从而仅在第二部分印制焊糊，防护防止焊料糊进入孔内；从基片上除去模板；并且回流焊料糊，使焊剂流经孔排出，无铅焊料的分离的部分定位在孔的周围，并且仅润湿焊盘的部分表面区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A莱昂，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]