无铅波峰焊接工艺的优化

全球电子电气工业膨勃发展，锡铅焊接逐步向无铅焊接转化，波峰焊接越来越多的向回流焊接发展，但新的“无铅波峰焊接技术”仍是业界研究的一个焦点。在美国由几家公司组成的社团收集了很多无铅波峰焊接过程中的相关数据，并对这些数据进行分析，研究，试图找到适用于无铅波峰焊接的工艺参数。但是对于高可靠性的电子产品，如网络设备，到目前为止还达不到实际所需的高可靠性要求，需通过大量工艺优化来实现无铅波峰焊接的高可靠性。该篇文章聚焦无铅波峰焊接工艺窗口及多层板的选择性波峰焊接，愿我的工作对你的应用有所帮助! 研究工作使用了可以承受无铅焊接温度的新型PCB材质，厚度为0．125英寸，该PCB为18层板，其中8层为接地层，10层为信号层，PCB焊盘镀层分别为浸银（1mm-Ag）和高温防氧化有机涂层（OSP）二种，焊接材料选用SnPb和SAC305，PCB为典型的通讯用线路板，布线设计复杂程度高，特制的波峰焊接夹具可以使该PCB在无铅波峰焊炉上实施选择性波峰焊接，焊后2D X-RAY和3D X-RAY检测系统观察焊点可靠性，焊点形状及焊接缺陷。一套可靠的，具有破坏性的试验分析工具（DPA）用来评估焊点质量，并与共晶焊料Sn／Pb装配结果做质量对比分析，与此同时，详细记录焊接温度，使用的元器件，以及对应的焊点质量。与共晶Sn／Pb焊料焊接结果相比，首先发现镀通孔润湿性差，通孔内焊锡量不足，桥接增多，焊点内有大量空洞。无铅波峰焊接工艺窗口变窄，要想获得理想的焊锡量，就要不断优化焊接曲线。试验结果发现，浸银的PCB在镀通孔填充率和可焊性方面均优于OSP、PCB。

晶片级无铅CSP器件的底部填充材料

晶片级器件底部填充作为一种新工艺仍需进一步提高及优化，其工艺为：在晶片级器件制作过程中，晶圆底部加填充材料，这种填充材料在芯片成型时一步到位，免掉了外封装工艺，这种封装体积小，工艺简单，可谓经济实惠。然而，该新型封装器件面临一个严峻的考验，即：用于无铅焊接工艺。这就意味着：即要保证器件底部填充材料与无铅焊料的兼容，又要满足无铅高温焊接要求，保证焊接点的可靠性及生产产量。 近期为无铅CSP底部填充研发了几种新型材料，这些填充材料滴涂到晶圆上，呈透明胶状（半液态）物质，经烘烤，呈透明状固态物质，这样分割晶圆时可保证晶片外形的完整性，不会出现晶片分层或脆裂。在这篇文章中，我们探讨一下烘烤对晶圆翘曲度的影响？烘烤是否引发底部填充材料的脆裂？以及回流过程中底部填充物的流动引起的焊料拖尾问题？因为底部填充材料即要保证焊料不拖尾，又要保证焊点的可靠性，及可观察到的焊料爬升角度，同时，底部填充材料的设计必须保证烘烤阶段材料的流动，固化情况处于可控工艺窗口之内。另外，底部填充材料与焊接材料的匹配标准在本文中也有讨论。

无铅组装技术与可靠性

文中从焊接组装的基本要求出发,比较了“无铅”组装和传统工艺的主要差异。回顾、分析了无铅焊料、元器件及工艺等相关因素对质量和产品可靠性的影响。讨论了常见的组装缺陷和电迁移现象产生的原因及其预防措施。

无铅SAC PBGA676使用SnPb焊料与SAC焊料焊接可靠性评估

概述：几大公司合作，分别对无铅SnAgCu PBGA676进行焊接，并对焊接可靠性进行一系列评估。焊接选用了SnPb共晶焊膏和SnAgCu无铅焊膏，实验用PCB厚度为93mil。可靠性评估包括：1．加速温度循环（ATC）试验，即温度从0-100℃之间变化，并在0℃和100℃时各停留一个时间段，每一时间段最短是10分钟，最长是60分钟。2．PBA机械弯曲后对器件焊点做可靠性评估。 该篇文章主要对SACPBGA做无铅SAC焊接后，进行ATC可靠性测试，并用最新版本的IPC标准评估。与之对照的试验：SACPBGA做SnPb焊接，并进行ATC可靠性测试，锡铅焊接回流峰值温度分别设置为205℃和214℃，通过记录数据、目检、X-RAY检测、染色渗透／截面分析、失效分析及韦伯图，对SACPBGA不同焊接材料、焊接工艺实验结果做可靠性评估。

晶片级CSP应用温度解析

晶片级芯片尺寸封装形式在半导体行业中长期以来占有非常重要的地位．这一封装形式被成功应用到满足不同温度要求的新型WLCSP封装，用以实现热量转换及信号保护，满足电子业界不断增加的热量密度要求。该篇文章聚焦温度对晶片级封装器件板上装联的影响．包括1．）焊接-锡铅焊接与无铅焊接：2．）底部填充一温度对填充材料性能的影响：3．）焊接失效模拟分析-温度与表面贴装工艺如何影响焊点可靠性．帮助工程师分析、解决WLCSP在生产应用中可能出现的各类问题：实验过程中红外摄像监控仪用于监控不同规格WLCSP不同焊接工艺下焊点温度特性．

无铅装配中MSL等级对PBGA封装体翘曲的影响

本文介绍了一系列球间距为1．0毫米的塑封BGA（以下简称PBGA）在线路板上的焊接试验，经X-RAY和C-SAM检测，有短路，分层等焊接缺陷产生。试验中通过对热屏蔽模量的测量，评估PBGA封装体的翘曲以及MSL等级与PBA装配结果之间的关系，试验结果证明：PBGA器件封装体的翘曲和无铅回流温度的升高是导致焊接缺陷增多的根本原因。随着PBGA器件尺寸不断增大，硅节点尺寸的减小，封装体本身的翘曲也在逐渐增大，大的PBGA封装体（大于35毫米）在IPC／JEDEC标准中被明确指出，湿度／温度在MSL-3／260℃情况下，回流过程会引起PBGA器件封装体的更加严重的翘曲，从而导致回流后PBGA周边焊球桥接，造成短路。传统的锡／铅焊接工艺中PBGA封装体的翘曲以及MSL等级与焊接结果是相匹配的，而在无铅焊接过程中，回流温度要升高，以前标准中与之匹配的翘曲度及MSL等级与无铅装配结果不再相符，本试验目的就是通过对不同封装尺寸，不同湿度等级的PBGA组装焊接试验，找出适合无铅温度的PBGA封装体翘曲与MSL等级加入到IPC标准中，通过热屏蔽模量的测量结果分析，指导球间距为1．O毫米，不同封装尺寸，不同硅节点尺寸的PBGA的无铅装配。

与无铅焊接工艺匹配的无铅BGA焊盘设计

BGA——阵列封装技术，因其强大的I／O接口优势、生产工艺简单及封装尺寸的小型化，使其在电子工业界的需求不断增加。原来的锡／铅组装工艺、生产及返工／返修工艺己趋成熟，不再是批量生产瓶颈，可谓“Trouble—free，无麻烦”，然而自2006—7—1，环境立法要求电子生产／设备／材料／工艺转向无铅生产，所以BGA器件封装材料、与之匹配的BGA焊盘设计及PCB组装工艺都要逐步满足无铅需求。

芯片级CSP，FC锡铅/无铅封装测试工艺对照

从锡铅工艺向无铅工艺转化过程中，可能会出现一些意想不到的器件封装、测试问题，因此必须从模拟实验中推测可能出现的问题，寻求出解决方案。无铅装配中器件性能及长期可靠性固然重要，但如果凸点材料不具备可生产性和可测试性，那么就不能将这种材料引入无铅产品中。另外，无铅测试中要求负载力增大，这样会导致贵重测试设备的损坏或降低生命周期，因此．选择了错误的材料或是操作设置参数不适当．就会延误产品投放市场的最佳时机，在利润减少的同时，又失去了客户的信任度。