[发明专利]一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法

说明书

本发明公开了一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，包括如下步骤：在焊盘上印刷有铅焊料，然后与无铅BGA器件进行组装焊接；然后在无铅BGA器件的边缘位置、中心位置各取一颗混合焊球，检测混合焊球的熔点分别记为T边、T中；按照公式：混合焊点熔点＝(T边+T中)/2计算，得到混合焊点的熔点。本发明通过控制无铅BGA器件中心位置的混合焊球温度，可以快速获得混合均匀的混合焊点，再通过仅检测边缘位置、中心位置的焊球熔点，根据公式计算即可获得混合焊点的熔点，熔点结果准确性好，且方法简单、耗时短、成本低，全部采用生产车间常用工具，在实际生产过程中可操作性高，并方便推广。

技术领域

本发明涉及焊材技术领域，尤其涉及一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法。

背景技术

由于铅的毒性所带来的环保以及对人类健康方面的担忧，铅基钎料被限制使用或禁止使用，铅焊料和无铅焊接工艺随之得到大量的研究。由于对无铅产品可靠性等方面的担忧，欧盟的WEEE/RoHss指令中规定军用和航天电子设备属于豁免条列。但是进口器件多为工业级，而外国工业级器件大多转向无铅器件，并减少甚至停止有铅器件的供应。

近年来电子组装中无铅器件不断增加，对于无铅器件的处理目前主要有二种方法：1)将无铅器件通过植有铅球等方式转换为有铅器件，然后采用有铅工艺焊接；2)无铅器件直接采用有铅焊料焊接。对于第一种方法来讲，随着无铅器件数量的不断增多，其效率低的缺点越加明显，而且两次高温对无铅元器件的影响值得商榷。因此无铅器件直接采用有铅焊料焊接的方式成为目前研究的热点。

有铅焊料焊接无铅元器件(特别是无铅BGA器件)的混装工艺较为复杂、存在一定的技术难度。比如，在焊接中如果选用有铅工艺回流温度，以有铅焊料的熔点去设计温度曲线，温度较低造成无铅焊球或焊端不会完全熔化或润湿，器件一侧界面不能生成足够的金属间化合物，无法实现可靠的连接；但若选用无铅工艺温度曲线，如常用的无铅SnAgCu305的217℃熔点去设计温度曲线，由于温度较高，不仅会带来过厚的金属间化合物的脆性影响，还会对元器件和PCB板造成热影响。因此若想获取合理的温度曲线，必须获得有铅焊料与无铅BGA混合焊点的熔点，从而去设计合理温度曲线。

目前有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点获得主要通过多次回流试验获得混合焊点样品，经过金相切片确认组织完全混合后再取完全混合焊点进行DSC(差示扫描测量热分析)试验，过程复杂时间长，且成本高，无法在生产现场获取从而无法快速指导工程化生产。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，本发明通过控制无铅BGA器件中心位置的混合焊球温度，可以快速获得混合均匀的混合焊点，再通过仅检测边缘位置、中心位置的焊球熔点，根据公式计算即可获得混合焊点的熔点，熔点结果准确性好，且方法简单、耗时短、成本低，全部采用生产车间常用工具，在实际生产过程中可操作性高，并方便推广。

本发明提出了一种有铅焊料与无铅BGA器件混合焊点的熔点检测方法，包括如下步骤：

在焊盘上印刷有铅焊料，然后与无铅BGA器件进行组装焊接；然后在无铅BGA器件的边缘位置、中心位置各取一颗混合焊球，检测混合焊球的熔点分别记为T边、T中；按照公式：混合焊点熔点＝(T边+T中)/2计算，得到混合焊点的熔点。

优选地，无铅BGA器件上原焊球熔点记为T_原焊球；组装焊接时，无铅BGA器件中心位置的混合焊球的焊接峰值温度为T_原焊球以上20-30℃。

可以在回流炉等设备中进行焊接；在焊接无铅BGA器件时，同一焊接温度下，无铅BGA器件边缘和中心的温度并不相同，中心的温度较低，若温度设置不合适会使得有铅焊料与无铅BGA器件上的焊点无法均匀混合，使得焊球组织不均匀，进而影响混合焊点的熔点检测的准确性；本发明通过控制焊接时，无铅BGA器件中心位置的焊球温度，可以使得有铅焊料与无铅BGA器件上的焊点均匀混合，从而确保熔点检测的准确性。