提供了用于控制由在电子组件的焊接接缝中气体所引起的孔隙的方法。在各个实施例中，预成件可以在部件放置之前嵌入至焊料膏中。焊料预成件可以配置具有几何形状以使其在待安装在焊料膏中部件之间产生隔离或间隙。方法包括，接收包括多个接触焊垫的印刷电路板；沉积焊料膏的团卷至多个接触焊垫的每一个上；沉积焊料预成件至焊料膏的每个团卷中；放置电子部件至印刷电路板上以使得电子部件的接触与印刷电路板的对应接触焊垫对准；以及回流焊接电子部件至印刷电路板。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求享有2014年8月25日提交的美国临时专利申请序列号No.62/041,233的优先权，在此通过全文引用方式并入本文。
公开的技术通常涉及焊料技术，并且更特别地，一些实施例涉及使用焊料预成件的孔隙控制。
技术介绍
电子组件通常包括其上安装了电子部件的一个或多个电路板。每个裸电路板通常由具有图形化在层上的电互连的多个(2个或更多)层构成。互连停止在电路板表面上的焊垫或其他接触中，电子部件的对应焊垫焊接至电路板表面上的焊垫或其他接触之上。半导体和其他有源或无源部件例如由焊料接合至电路板上的焊垫，这提供了机械接合并且允许从每个部件至电路板上焊垫互连的电连接。焊料膏是用于将各个部件接合至电路板上焊垫的焊料的常用物理形式。焊料膏通常由特定尺寸范围的低氧化物、预合金的焊料粉末与焊剂媒介混合而构成。焊料膏的焊料粉末成分部分可以是合金，并且通常包括例如锡-铅、锡-铅-银，或任何常用无铅焊料合金，诸如例如锡-银-铜、锡-银-铋、锡-铋或锡-铟。焊料膏的焊剂媒介部分通常包括树脂或树脂聚合物，一种或多种溶剂，一种或多种焊剂化学物，稳定剂，流变控制添加剂，防腐剂和润湿剂。通常焊剂媒介以比用于将每个部件引线润湿至其对应焊垫所需的量更大的量而存在于焊料膏中。包括过量的焊剂媒介以实现合适的流变以将膏丝网印刷至电路板之上，并且提供足够的“粘丝”以在焊料回流之前临时将部件固定在合适位置处。图1是示出了用于将各个部件接合至电路板的示例性方法的示图。在操作23处，焊料膏丝网印刷至电路板的金属化焊垫上。在操作25处，每个部件放置 至特定几何间距的焊垫阵列上。这可以例如使用机器人设备自动地完成。焊料膏如上所述的粘着本性在焊料回流之前临时将部件固定在合适位置处。在操作27处，电路板进入包括数个调节温度区域的传送回流炉。根据特定电路板的分布设计的预定温度分布确保了小心地蒸发了溶剂，激活了焊剂，并且焊料熔化并润湿了部件的金属化焊垫以及电路板上对应的焊垫。因此，在炉中，在操作29处，膏中的焊料粉末熔化并且形成实心体，将部件接合至电路板上它们各自的金属化焊垫。在回流工艺期间，气体从溶剂、树脂和焊剂的蒸发而释放。这些气体的大多数排出至焊垫和部件端子的侧面，但是一些气体变得陷入焊料接缝中，导致孔隙。过多焊料孔隙降低了部件至焊垫的物理接合强度，并且降低了导电率和导热率。该孔隙导致电路板以及因此电子组件的可靠性降低。焊料孔隙可以易于使用X射线仪器观测并且量化。在小型至中型尺寸焊垫中，焊料孔隙通常由合适的膏配方化学、回流分布参数、焊垫设计和丝网设计而控制。然而，当焊垫面积和部件终端子面积增大时，诸如使用底部端子部件半导体封装、诸如例如方形扁平无引脚封装即QFN封装，孔隙成为更大的问题。由于MOSFET和IGBT器件的成长，QFN的使用增多。具有更大的焊垫和部件端子面积，与无法逃离QFN封装上大面积焊垫和并行端子的约束相比，由于捕获的气体发生更高的焊料孔隙。
技术实现思路
本公开提供了一种用于控制由电子组件的焊料接缝中捕获的气体所引起的孔隙的方法。在各个实施例中，预成件可以在部件放置之前嵌入在焊料膏中。焊料膏可以配置具有几何形状以使其在将要安装于焊料膏中的部件之间形成隔离或间隙。在一个实施例中，方法包括，接收包括多个接触焊垫的印刷电路板；将焊料膏的团卷沉积至多个接触焊垫的每一个上；将电子部件放置至印刷电路板上以使得电子部件的接触与印刷电路板的对应接触焊垫对准；以及将电子部件回流焊接至印刷电路板。在该实施例的实施方式中，预成件在回流焊接期间在部件与焊料膏之间维持了间隙以使得作为焊料膏熔化的副产品所产生的至少一些气体可以从接触之 间逃离。在实施例中，焊料预成件具有与焊料膏基本上相同的熔化温度或更高的熔化温度。在额外实施例中，两个或多个焊料预成件可以沉积在每个焊料膏的团卷中。在这些实施例的特定实施方式中，预成件可以包括如本公开中所述的0201或0402预成件。在其他实施方式中，焊料预成件与它们放置其中的焊料膏的对应团卷的高度相同或基本上相同。在其他实施例中，电子部件包括诸如QFN封装的底部端子部件半导体封装(bottom termination component semiconductor package)。结合借由示例方式示出了根据本专利技术实施例特征的附图，从以下详细说明书将使得本专利技术的其他特征和特征方面变得明显。
技术实现思路
并非意在限定本专利技术的范围，其仅由所附权利要求限定。附图说明参照包括的附图详细描述根据一个或多个各个实施例的在此公开的技术。提供附图仅为了示意性说明的目的，并且仅示出了所公开技术的典型或示例性实施例。提供这些附图以促使读者理解所公开的技术，并且不应视作限定了其宽度、范围或可应用性。应该注意的是，为了示意说明的明晰和便利，附图无需按照比例绘制。在此包括的一些附图从不同视角示出了所公开技术的各个实施例。尽管伴随的描述性正文可以涉及作为“顶部”、“顶部”或“侧部”视图的这些视图，这些参考仅是描述性的并且并非暗示或者要求所公开的技术以特定空间朝向而实施或使用，除非另外明确陈述。图1是示出了用于接合电子部件至电路板的常规示例性方法的操作流程图。图2是示出了在部件放置之后但是在回流操作之前嵌入焊料膏中焊料预成件的示例性应用的剖视图。图3是示出了根据在此所公开技术的一个实施例的用于使用嵌入焊料预成件回流操作的示例性方法的操作流程图。图4是示出了根据在此所公开技术可以使用的示例性焊料预成件的尺寸的示图。图5是总结了用于在五个配置中使用焊料膏测试两个板上12个不同的方形 扁平无引脚封装即QFN封装结果的表格：不具有预成件，具有一个0201预成件，具有两个0201预成件，具有一个0402预成件，以及具有两个0402预成件。图6是示出了对于使用不具有预成件的图5的焊料膏的测试情形孔隙百分比变化性的示图。图7是示出了对于使用具有0201预成件或0402预成件图5的焊料膏的测试情形的孔隙百分比变化性的示图。图8是示出了对于使用具有两个预成件、也即两个0201预成件或两个0402预成件的图5的焊料膏的测试情形的孔隙百分比变化性的示图。图9是示出了对于图5的每个样本集合的最小孔隙百分比、平均孔隙百分比和最大孔隙百分比的示图。图10是示出了对于图5的样本集合(上部图表)和数据点中标准偏差(下部图表)的孔隙百分比变化性的示图。图11是示出了对于图5的数据集合(上部图表)和对于数据集合的平均和标准偏差(下部图表)的孔隙百分比的平均的示图。图12是对于不具有任何预成件仅使用图5的铟10.1焊料膏在板上三个不同部件的提供了焊料接缝中焊料孔隙的X射线图像的示图。图13是对于在相同两个板上的相同三个部件的提供了扫描电镜(SEM)图像、但是使用了嵌入在图5的铟10.1焊料膏中的一个0201预成件的示图。图14是对于在相同两个板上相同三个部件提供了SEM图像的、但是使用了嵌入图5的铟10.1焊料膏中两个0201预成件的示图。图15是对于在相同两个板上相同三个部件提供了SEM图像的、但是使用嵌入在图5的铟10.1焊料膏中一个0402焊料预成件的示图。图16是对于在相同两个板上相同三个部件提供了SEM图像的、但是使用了嵌入在图5的铟10.1焊料膏中两个0402焊料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于焊料回流的方法，包括：接收包括多个接触焊垫的印刷电路板；沉积焊料膏的团卷至所述多个接触焊垫的每一个上；沉积一个焊料预成件至焊料膏的每个团卷中；放置电子部件至所述印刷电路板上以使得所述电子部件的接触与所述印刷电路板的对应接触焊垫对准；以及回流焊接所述电子部件至所述印刷电路板。
【技术特征摘要】
2014.08.25 US 62/041,2331.一种用于焊料回流的方法，包括：接收包括多个接触焊垫的印刷电路板；沉积焊料膏的团卷至所述多个接触焊垫的每一个上；沉积一个焊料预成件至焊料膏的每个团卷中；放置电子部件至所述印刷电路板上以使得所述电子部件的接触与所述印刷电路板的对应接触焊垫对准；以及回流焊接所述电子部件至所述印刷电路板。2.根据权利要求1的方法，其中，回流焊接所述电子部件至所述印刷电路板包括，在高温环境中定位所述板和电子部件以熔化所述焊料膏和所述预成件，由此润湿所述接触并且焊接所述部件至所述板，其中所述预成件在所述部件与所述焊料膏之间维持间隙以使得作为所述焊料膏熔化副产品所产生的气体的至少一些可以从所述接触之间逃离。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料预成件具有与所述焊料膏基本上相同的熔化温度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料预成件具有比所述焊料膏较高的熔化温度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，两个焊料预成件沉积在焊料膏的每个团卷中。6.根据权利要求1所述的方法，其中，四个焊料预成件沉积在焊料膏的每个团卷中。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料预成件高度与它们放置其中的焊料膏的对应团卷的高度相同或基本上相同。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预成件包括0201或0402预成件。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电子部件包括底部端子部件半导体封装。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述底部端子部件半导体封装是方形扁平无引脚封装即QFN封装。1...
【专利技术属性】
技术研发人员：Z·魏，L·罗，C·J·纳什，D·M·海伦，
申请(专利权)人：铟泰公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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