回流焊工艺对SMT器件热翘曲的影响

集成电路正在向小型化、高集成度的方向发展,回流焊工艺已成为其组装过程中的关键技术。在回流焊过程中集成电路容易发生热翘曲现象。采用阴影云纹法对PBGA1296、PBGA1024器件在不同回流焊温度、升降温速率的回流焊工艺下的热翘曲进行测量,在此基础上通过建模仿真对实验结果进行分析。结果表明,采用表面贴装技术(SMT)的BGA器件的热翘曲会随着回流焊温度的升高而增大,回流焊升降温速率较快同样会导致严重的热翘曲。实验结果与仿真结果高度一致,进而验证了仿真模型的准确性和有效性。采用实验结合有限元分析的方法为改善集成电路热翘曲提供了参考。

Sn95Sb5焊料与ENIG/ENEPIG镀层焊点界面可靠性研究

研究了Sn95Sb5焊料在化学镍金(ENIG)镀层、化学镍钯浸金(ENEPIG)镀层表面形成的焊点界面微观组织形貌与剪切强度。使用Sn95Sb5焊料在FR4印制板上焊接0805片式电容,焊点在高温时效测试和温度循环过程中均表现出较高的剪切强度,焊点界面连续且完整,剪切强度下降的最大幅度不超过19.2%。Sn95Sb5焊料在ENIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENIG焊点)强度更高。Sn95Sb5焊料在ENEPIG镀层表面形成的焊点(Sn95Sb5/ENEPIG焊点)界面反应更为复杂,在焊点界面附近可观察到条块状的(Pd,Ni,Au) Sn4。Sn95Sb5/ENEPIG焊点界面的金属间化合物层平均厚度约为Sn95Sb5/ENIG焊点界面的2倍。

面向回流焊工艺过程质量控制的温度场仿真技术研究

针对回流焊工艺过程中的质量控制问题,文章提出了一种创新的回流焊温度场仿真方法。该方法综合考虑热对流和热辐射的影响,以单温区炉腔作为回流炉,PCB组件作为被焊物体,借助Ansys Icepak软件模拟回流焊接过程,并搭建炉温测试平台用于监控PCB组件温度曲线,以分析其焊接质量。结果表明,仿真模型成功模拟了工艺参数组A~C的回流温度分布。仿真与实测温度曲线吻合较好,其中工艺参数组A实现了更高的焊接质量。文章提出的创新方法能够顺利实现回流焊工艺过程的质量控制,得到合理的回流温度曲线,为优化回流焊工艺提供了理论依据,有助于快速调整工艺参数以提高焊接质量和生产效率;同时该方法也可为其他类似工艺的温度场控制提供参考。

热浸镀锡电子铜带材回流焊过程中镀锡层的微观结构及缺陷分析

热浸镀锡电子铜带材是高端连接器和PCB(Printed circuit board)所需的关键导体材料,该材料在回流焊过程中产生的缺陷严重影响其服役性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对热浸镀锡铜带材回流焊过程中缺陷组织类型及分布形态进行表征,并对回流焊锡珠样品、回流焊非正常样品和回流焊正常样品的表层形貌进行对比。结果表明:回流焊过程中,样品镀层中均产生了不同程度的孔洞缺陷,孔洞尺寸在0.2~36μm,孔洞的产生与基体合金类型、基体合金厚度和镀层厚度无明显关联;孔洞形态并不一致,发现了孔洞边缘呈现出立体网状结构、边缘参差不齐、孔洞中存在小颗粒的现象。回流焊过程中,镀锡层中Cu、Sn元素发生了重新分布,不同缺陷所造成的元素分布情况并不相同。镀层结构中,化合物层、多相界面间高低起伏与镀层表面高度起伏无明显关联。

电气产品通孔回流焊工艺研究

随着电气产品向密集化、小型化方向快速发展,表面贴装技术已成为印制电路板(PCB)组装的主流技术,因此通孔回流焊工艺的应用越来越广泛。本文重点从锡膏选型、钢网开孔工艺优化、元器件性能、PCB焊盘设计优化等角度展开研究,并通过实际生产验证了通孔回流焊工艺能够拓展高密度、细间距产品的生产窗口,并解决了锡珠、空洞等焊接问题。该工艺能从多方面替代传统波峰焊工艺,可提升元器件的焊接质量,使焊接可靠性大大提高,为有效推进表贴化工艺、降低生产成本、提高生产效率提供支撑。

细间距QFN器件焊接工艺设计

QFN器件体积小、质量轻、电性能及散热性能好,广泛应用于高可靠电路中。由于底部散热焊盘面积较大,极易产生焊接空洞问题。特殊的封装制程使得QFN焊端侧面裸铜,暴露空气氧化后难以爬锡。针对上述问题,从PCB焊盘设计、焊膏印刷及回流焊接等方面展开试验,对比QFN器件侧面焊盘爬锡、底部焊盘空洞率等情况,优化了QFN器件组装效果,提高了QFN器件的应用可靠性。

厚印制板通孔回流焊接工艺

针对厚印制板通孔回流焊接工艺的技术难点,开展厚印制板通孔回流焊接工艺试验,研究了焊膏在回流焊接过程中的形态变化、焊膏涂覆方法对焊接空洞产生的作用以及焊膏涂覆方法对焊料垂直填充率的影响。试验结果表明焊膏在通孔回流焊过程经历坍塌、稳定、熔化和回缩阶段,焊膏涂覆方法会影响引脚孔内气体的逸出,焊膏避让过孔可有效提升焊料垂直填充率。

基于FCBGA封装应用的有机基板翘曲研究

有机基板作为IC封装的重要载体,其制造材料的特性对封装工艺的稳定性及可靠性有重要影响。针对倒装芯片球栅阵列(FCBGA)有机基板在再流焊过程中的翘曲问题,使用热形变测试仪研究了不同尺寸和芯板厚度的有机基板在再流焊过程中的共面性及形变情况,研究FCBGA有机基板的翘曲行为。针对大尺寸FCBGA有机基板在再流焊过程中的翘曲问题,从脱湿、夹持载具以及再流焊曲线优化等方面提出改善措施,为FCBGA有机基板的封装应用提供参考。

红外探测器锗窗口无助焊剂回流焊接工艺研究

对红外探测器锗窗口无助焊剂回流焊接工艺进行了研究,在还原性气氛下使用铟焊料片对不同镀层体系的锗窗口和可伐合金进行了焊接试验。通过对不同镀层体系下焊接的窗口部件的焊缝形貌、真空漏率分析、X射线无损检测分析以及可靠性试验分析,表明通过对锗窗口和可伐合金焊接面镀金处理,在还原性气氛下回流焊接可以制备出满足密封要求和环境适应性要求的窗口部件。

回流焊温度对SnBi-SAC/ENIG焊点剪切强度的影响

针对有机电路板在回流焊接时的热变形问题,采用机械混合方法制备SnBi-SAC/ENIG复合焊点,研究回流焊温度对焊点微观组织和力学性能的影响。结果表明复合焊点在180℃下的剪切强度约为25 MPa,可满足芯片与基板预连接强度需求。随着回流焊温度的升高,复合焊点界面微观组织细化,存在弥散分布的小尺寸富Bi相与Ag_(3)Sn相。在250℃回流焊时,复合焊点强度提升至约55 MPa。该材料可适用于低温预连接-结构加固-高温回流的封装工艺,对抑制封装结构热变形具有显著效果。

基于陶瓷基板一体化封装的高可靠性LC滤波器组装工艺研究

针对陶瓷基板一体化封装结构的LC滤波器,采用回流焊方法进行装配,制作了具有高可靠性的LC滤波器。采用电阻点焊对绕线电感进行引脚固定,使用贴片红胶粘接固定片式电容,实现陶瓷一体化封装LC滤波器内部元件的预固定。通过点涂方式施加焊膏,经回流焊接形成润湿良好的焊点,利用微压水柱清洗去除残留的助焊剂。经过调试和涂胶固定绕线电感后采用平行缝焊完成产品封装。对回流焊装配的LC滤波器进行过程检验、温度和机械试验。结果表明,由所研究的组装工艺制成的LC滤波器具有较好的工序直通率,满足高可靠环境应用要求,适合于批量化生产。

陶瓷介质滤波器焊接工艺技术研究

针对陶瓷介质滤波器装配焊接过程中出现介质胚体开裂的问题,通过对裂纹特征观察和材料物理性质分析,在金属屏蔽罩装接、印制板焊盘设计和回流焊工艺等方面进行改进。对焊接后的器件进行温度和力学等可靠性试验,产品测试合格率为100%,破坏性物理分析(DPA)剖样观察到介质滤波器不存在开裂或微裂纹的失效隐患。结果表明,该焊接工艺能解决陶瓷介质滤波器的焊接裂纹问题,实现了较高的产品可靠性。

贴片式网络变压器高温开裂缺陷分析及预防措施

裂纹是电子元器件封装失效的一个重要指标。基于贴片式网络变压器在再流焊组装过程中出现开裂质量缺陷问题,从灌封材料固化后内部缺陷和内应力,以及材料的热膨胀系数、吸潮特性等方面对开裂形成机理展开分析。对变压器生产方和用户方提出了预防开裂的方法,针对用户方,通过试验验证,得出在装配前进行烘烤可有效防止网络变压器高温开裂。

用若干实例再谈通孔回流工艺

通孔回流技术将贴片元件回流和插件元件焊接这两个对立的焊接过程合并成为一个完整的过程,显著减少了人力需求,提高了效率。然而,鉴于不同通孔插件器件的特性差异,这项工艺的适用性急需经过细致评估。在深入剖析实际生产案例的基础上,系统梳理了通孔回流工艺的关键技术,详细探讨了其应用要点和潜在风险,以期为焊接工艺领域的专业人士提供有价值的参考和启示。

光电耦合器二次塑封工艺的实验结果分析与理论研究

针对二次塑封工艺对光电耦合器性能影响的研究尚不完善的问题,对MSL1级环境下的二次塑封的光耦封装效果进行实验和有限元仿真研究。利用超声扫描显微镜等实验设备,对回流焊、内点胶、环氧塑封料和等离子清洗四种工艺下光电耦合器塑封器件的分层情况进行分析,测试电流传输比,并对环氧塑封料应力参数对分层的影响进行研究,从而优化二次塑封封装工艺条件。研究结果表明回流焊峰值温度设置在Tp=245℃到Tp=250℃可以改善分层问题,芯片胶高在0.4 mm以上及0.3 mm以下会造成光耦严重的分层,采用热应力参数相匹配的塑封料和在二次塑封前增加等离子清洗工艺,清洗功率设置为300 W,清洗时间为15 s,是改善光耦封装分层的有效措施。

回流焊设备在高图形精度PCB流程中的应用

印制电路板(PCB)基板在经过高温回流焊后均会发生不同程度的图形精度收缩变化。PCB的图形精度很难满足在装配元件前后管控±0.050 mm的标准。通过研究PCB在回流焊高温后图形精度的变化规律,发现PCB的图形精度在第一次回流焊后变化量最大,第二次回流焊后的变化量较小。根据PCB基板的这个特性,在传统的PCB流程中导入回流焊设备,在把PCB交给客户之前,先将PCB在工厂内完成一次过回流焊处理。结果表明,PCB的图形精度在客户端回流焊前后的表现明显得到改善,在装配元件前后图形精度可管控在±0.050 mm以内,达到了PCB的要求。

新能源汽车电池PCB涨缩研究

新能源汽车电池PCB根据电池容量设计的需要,呈长、薄发展趋势,PCB设计的长度一般在800mm以上,厚度在0.8mm以下,在过回流焊高温条件下,其收缩变化较大,极易产生贴片焊接偏位。本文主要针对新能源汽车电池PCB的涨缩,模拟客户端的过炉涨缩变化规律进行研究分析,找出不同厚度PCB的涨缩变化规律,将此涨缩量提前补偿到对应的原始资料中,对预放涨缩系数进行补偿,批量生产时满足客户贴片的对位精度需求。

SMT回流焊工艺分析及其温控技术的实现

随着电子器件微型化及表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)的发展,热风回流焊机在电子制造业中的应用日益广泛。然而,在回流焊过程中,由于被控参数的非线性、不确定性等因素,传统的比例-积分-微分(Proportion Integral Differential,PID)控制器难以取得满意的控制效果。针对SMT回流焊工艺的特点,分析温控技术在回流焊过程中的重要性,并探讨温控技术的实现方法。设计一整套多中央处理器(Central Processing Unit,CPU)嵌入式硬件系统,并使用改进PID控制算法控制热风回流焊机。针对回流焊机温区多、人工参数整定效率低的问题,研究PID参数自整定的方法。在改进PID控制算法的基础上,提出上位机插值模糊PID控制算法。所提出的温控技术能够有效提升回流焊质量,满足现代电子制造业的高精度要求。

多次回流焊后金属间化合物及焊点强度分析

以BGA基板焊接为研究对象,分析了无铅焊料(SAC305)与NiPdAu镀层经过多次回流焊后金属间化合物(IMC)厚度与焊点强度的变化趋势。试验结果表明,通过优化SAC305锡球与Ni层焊盘的回流焊接温度曲线,IMC层的厚度可控制在2μm左右。同时,镀层中Pd的存在降低了(Cu,Ni,Pd)_(6)Sn_(5)生长的活化能,抑制了不良IMC的形成。经过多次回流焊后,SAC305锡球与NiPdAu镀层的微观界面和剪切强度仍然保持着较好的水平。经过回流焊3次后的焊点仍具有较高的可靠性。

军用装备0201元件的组装工艺研究

随着电子产品向小型化、高集成度方向发展,片式元件也在进一步地小型化。作为这一趋势的结果,0201无源元件成为了无数电子产品选择的解决方案,因为它在产品小型化与功能方面提供了极大的改善。为了满足军工电子产品小型化需求,开展了0201封装电阻、电容焊接工艺技术研究。对0201封装元器件焊接合格率的影响因素如焊盘设计、钢网设计、回流焊接参数和焊膏选择等展开了试验探索,运用交叉验证方法,对设计样件进行了工艺方案验证和数据分析,最后得出了0201封装元器件的最佳焊接工艺。