３．４．２ ＣＣＧＡ器件回流焊接

回流曲線(xiàn)采用ＲＳＳ方式，主要目的是為了讓?zhuān)校茫卤砻嫠写竺娣e地覆銅與小面積銅箔的焊盤(pán)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(shí)的最佳焊接效果。在進(jìn)行回流前，先完成ＰＣＢ組件的測(cè)溫，測(cè)溫過(guò)程中熱電偶分布如圖１４所示。熱電偶３用于監(jiān)測(cè)ＰＣＢ表面的溫度，熱電偶２用于測(cè)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(shí)的反映元器件底部中央的溫度分布。

實(shí)際測(cè)溫和回流過(guò)程中均使用氮?dú)膺M(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(cè)溫結(jié)果見(jiàn)圖１５。預(yù)熱階段結(jié)束溫度必須低于焊料熔點(diǎn)溫度（１８３°Ｃ），在１１０°Ｃ左右，預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)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(shí)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(pán)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(yàn)結(jié)果及分析

３．5．１可視焊點(diǎn)常規(guī)檢驗(yàn)

使用帶有斜視功能的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)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(duì)銅帶纏繞的Ｐｂ８０／Ｓｎ２０髙鉛柱沿圓周方向１００％環(huán)繞，滿(mǎn)足檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，且焊錫在高鉛柱表面潤(rùn)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(pán)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(diǎn)Ｘ－ＲＡＹ檢查

３.5.３金相切片及ＳＥＭ

在試驗(yàn)過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了部分焊點(diǎn)存在局部輕微裂紋存在，如圖２４所示（感覺(jué)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(pán)之間未發(fā)現(xiàn)裂紋），裂紋沒(méi)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(lái)料時(shí)，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(duì)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(duì)氧化層的去除能力以及是否對(duì)鉛柱質(zhì)量造成影響，仍需開(kāi)展一定的工藝試驗(yàn)驗(yàn)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(pán)），因此對(duì)焊接質(zhì)量影響不大。

４結(jié)束語(yǔ)

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(lái)了在組裝過(guò)程中需要關(guān)注的工藝要點(diǎn)較多（例如焊柱斷面氧化、共面度、引腳歪斜、曲線(xiàn)設(shè)計(jì)等），若這些工藝性問(wèn)題處理不當(dāng)則可能影響產(chǎn)品最終的可靠性。本文針對(duì)上述需求開(kāi)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(guò)程和工藝方法，同時(shí)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(kāi)展了焊接后器件的環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)與分析工作。

從工藝研究試驗(yàn)結(jié)果分析看，ＣＣＧＡ器件（Ｐｂ８０／Ｓｎ２０）焊接后，焊料與ＰＣＢ焊盤(pán)及焊柱間潤(rùn)濕良好，未見(jiàn)明顯潤(rùn)濕角偏大的現(xiàn)象，焊料與焊盤(pán)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(jiàn)明顯的Ｃu3Ｓｎ形成；焊柱與器件焊盤(pán)成形的合金層連續(xù)，少量焊點(diǎn)合金層厚度較厚，但大部分焊點(diǎn)的均勻處厚度在１ｕｍ－３．０ｙｍ左右，說(shuō)明焊接工藝（溫度、時(shí)間）較為適宜，ＣＣＧＡ器件焊接工藝良好、穩(wěn)定。

(完)

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