３．４．２ ＣＣＧＡ器件回流焊接

回流曲線采用ＲＳＳ方式，主要目的是為了讓ＰＣＢ表面所有大面積地覆銅與小面積銅箔的焊盤以及ＣＣＧＡ器件在進(jìn)入回流區(qū)域前保持相同的溫度，以獲得回流時的最佳焊接效果。在進(jìn)行回流前，先完成ＰＣＢ組件的測溫，測溫過程中熱電偶分布如圖１４所示。熱電偶３用于監(jiān)測ＰＣＢ表面的溫度，熱電偶２用于測試ＣＣＧＡ芯片上表面的溫度，熱電偶１安放在芯片底部中央，可較為真實的反映元器件底部中央的溫度分布。

實際測溫和回流過程中均使用氮氣進(jìn)行保護(hù)，在綜合考慮溫度設(shè)置和鏈速的前提下，最終測溫結(jié)果見圖１５。預(yù)熱階段結(jié)束溫度必須低于焊料熔點溫度（１８３°Ｃ），在１１０°Ｃ左右，預(yù)熱區(qū)一般占整個加熱通道長度的２５－３３％，升溫速率在０．５-２．５°Ｃ／ｓ；活化區(qū)一般占加熱通道的３３-５０％，普遍的活性溫度范圍是１２０－１５０°Ｃ，升溫速率在０.５-０.６°Ｃ／ｓ；回流區(qū)的作用是將ＰＣＢ裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度，有鉛焊接典型的峰值溫度范圍是２０５－２３0℃，時間約為３０－９０Ｓ。在回流區(qū)內(nèi)，液態(tài)奸料內(nèi)部的原子與元器件引腳和ＰＣＢ焊盤之間進(jìn)行反應(yīng)并生成適當(dāng)厚度的ＩＭＣ層，保證結(jié)合強(qiáng)度及電氣連接。

３．5試驗結(jié)果及分析

３．5．１可視焊點常規(guī)檢驗

使用帶有斜視功能的檢測系統(tǒng)對完成焊接的ＣＣＧＡ周邊外圍焊柱焊接情況進(jìn)行檢查，圖１６是Ｐｂ８０／Ｓｎ２０高鉛柱焊接后的光學(xué)檢查照片，從圖中可以看出，焊錫對銅帶纏繞的Ｐｂ８０／Ｓｎ２０髙鉛柱沿圓周方向１００％環(huán)繞，滿足檢測標(biāo)準(zhǔn)要求，且焊錫在高鉛柱表面潤濕良好、焊料適中；可視范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)高鉛柱彎曲，全部高鉛柱未發(fā)生傾斜且全部位于焊盤中央，這得益于貼裝前的校形處理；焊錫在高鉛柱表面爬錫良好。

３.5.２隱藏焊點Ｘ－ＲＡＹ檢查

３.5.３金相切片及ＳＥＭ

在試驗過程中，也發(fā)現(xiàn)了部分焊點存在局部輕微裂紋存在，如圖２４所示（感覺應(yīng)為圖25）。這些輕微裂紋均出現(xiàn)在銅纏帶與焊料的結(jié)合處（焊料與焊盤之間未發(fā)現(xiàn)裂紋），裂紋沒有向內(nèi)部萌生的跡象，初步分析認(rèn)為：Ｐｂ８０／Ｓｎ２０鉛柱外面的銅纏帶局部可焊性不好（可能是來料時，銅纏帶端面位置已氧化），雖然在焊接前采取了一定的工藝手段進(jìn)行了高鉛柱端面的去氧化處理，但對于側(cè)向的銅纏帶的氧化層的去除具有一定的工藝局限性，目前行業(yè)上比較常用的辦法是使用微細(xì)金屬毛刷進(jìn)行氧化層去除，但這種微細(xì)毛刷對氧化層的去除能力以及是否對鉛柱質(zhì)量造成影響，仍需開展一定的工藝試驗驗證。需要指出的是，這種局部輕微裂紋發(fā)生在銅纏帶與焊料的結(jié)合處，并非參與焊接的主體（高鉛柱與ＰＣＢ焊盤），因此對焊接質(zhì)量影響不大。

４結(jié)束語

ＣＣＧＡ封裝器件在高可靠產(chǎn)品中大量選用，其特殊的封裝結(jié)構(gòu)形成帶來了在組裝過程中需要關(guān)注的工藝要點較多（例如焊柱斷面氧化、共面度、引腳歪斜、曲線設(shè)計等），若這些工藝性問題處理不當(dāng)則可能影響產(chǎn)品最終的可靠性。本文針對上述需求開展了ＣＣＧＡ封裝器件髙可靠性組裝工藝研宄工作，從全流程角度詳細(xì)論述了ＣＣＧＡ器件的組裝過程和工藝方法，同時與工業(yè)和信息化部第五研宄所可靠性研宂分析中心合作開展了焊接后器件的環(huán)境應(yīng)力試驗與分析工作。

從工藝研究試驗結(jié)果分析看，ＣＣＧＡ器件（Ｐｂ８０／Ｓｎ２０）焊接后，焊料與ＰＣＢ焊盤及焊柱間潤濕良好，未見明顯潤濕角偏大的現(xiàn)象，焊料與焊盤間形成的合金層均勻連續(xù)，厚度在０．５μm－３．０μm之間，均勻處約在ｌｕｍ左右，從形貌上看，基本以Ｃｕ6Ｓｎ5的典型扇貝狀形貌呈現(xiàn)，均未見明顯的Ｃu3Ｓｎ形成；焊柱與器件焊盤成形的合金層連續(xù)，少量焊點合金層厚度較厚，但大部分焊點的均勻處厚度在１ｕｍ－３．０ｙｍ左右，說明焊接工藝（溫度、時間）較為適宜，ＣＣＧＡ器件焊接工藝良好、穩(wěn)定。

(完)

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