[发明专利]回流焊过程中焊点形态变化的监测方法

说明书

本发明公开了一种回流焊过程中焊点形态变化的监测方法，主要解决回流焊过程中焊点形态变化难以实时监测的问题。其实现方案是：先对摄像头做耐高温处理，并将其分别放置回流炉两侧，PCB板放置于传送带；在回流过程中通过摄像头实时记录不同温区PCB板上元器件引脚处焊点形态的变化；改变摄像头位置和角度，多次重复实验，记录不同角度和不同温区的焊点形态的变化；通过测量焊点形态的电镜切片图得出焊点形态焊膏的润湿范围，润湿角，爬锡高度这些参数，为选择焊膏厚度和温度曲线提供数据参考，以改善和提高焊点形态的可靠性。本发明检测材料和装置简单，易操作，避免了使用仿真软件的程序编写和大量计算过程，可用于对回流焊过程的工艺优化。

技术领域

本发明属于电子封装技术领域，特别涉及一种焊点形态变化监测方法，可用于对回流焊过程的工艺优化。

技术背景

近年来，随着人们生活水平的提高和各种新型电子产品的快速更新迭代，人们对电子产品的品质和性能也提出了新的需求。现代电子产品正向着高功率、高密度、小型化的方向发展,从而促使了微电子封装从外引线封装向平面阵列封装的方向转变。现如今，电子封装中普遍采用的表面组装技术SMT和新型的芯片尺寸封装CSP、球栅阵列BGA、倒装芯片Flip Chip等封装技术，都需要通过焊点实现异材间的电气及机械连接，焊点形态也是影响焊点可靠性的重要因素之一。

随着电路集成度的提高，焊点数目急剧增加，焊点尺寸越来越小，焊点往往成为整个封装结构中最容易失效的地方，焊点质量的好坏是整个产品焊接质量的最关键的因素。研究表明，在失效的电子器件中，有70％是由封装失效引起的，而在电子封装失效中，主要原因是焊点的失效所引起的。可见一个润湿良好且润湿角合理的焊点形态是保证焊点质量的前提，也是产品焊接质量可靠性的基础。如何保证焊点质量，找到一种快速有效分析焊点形态可靠性的方法迫在眉睫，焊点形态问题也越来越被人们所重视。

在电子封装技术领域中，由于电子产品PCB板不断小型化的需要出现了片状元件，促使回流焊工艺技术及设备发展迅速。目前几乎在所有电子产品的封装领域都已用到了回流焊工艺。在回流焊过程中，影响焊点形态的因素有很多，不同的温度曲线、导轨运输速度和热风速度都会直接影响焊点形态的可靠性。回流焊整体上有四大温区，分别是预热区、恒温区、回流焊接区和冷却区。预热区通常是指温度由常温升高至150℃左右的区域﹐在这个温区电子元件缓缓升温﹐为适应后面的高温作准备。恒温区的温度通常维持在150±10℃。回流焊接区是整段回流焊温度最高的区域﹐通常回焊的峰值温度，取决于焊料的熔点温度及组装零件所能承受的温度。一般的峰值温度应该比锡膏的正常熔点温度高出约25-30℃。冷却区从焊料溶点降至50℃左右，使产品冷却，固化焊点。不恰当的回流曲线、导轨运输速度和热风速度设置都可能导致焊点可靠性的问题。通过在回流焊过程中对焊点形态的要实时进行监测，以了解各种缺陷的基本原因，从而进行合理的温度曲线、导轨运输速度和热风速度的设置和优化，提高焊点的质量和可靠性。