使用嵌入在焊料膏中的實(shí)心焊料預(yù)成件控制孔隙的制作方法
【專利摘要】提供了用于控制由在電子組件的焊接接縫中氣體所引起的孔隙的方法。在各個(gè)實(shí)施例中，預(yù)成件可以在部件放置之前嵌入至焊料膏中。焊料預(yù)成件可以配置具有幾何形狀以使其在待安裝在焊料膏中部件之間產(chǎn)生隔離或間隙。方法包括，接收包括多個(gè)接觸焊墊的印刷電路板；沉積焊料膏的團(tuán)卷至多個(gè)接觸焊墊的每一個(gè)上；沉積焊料預(yù)成件至焊料膏的每個(gè)團(tuán)卷中；放置電子部件至印刷電路板上以使得電子部件的接觸與印刷電路板的對(duì)應(yīng)接觸焊墊對(duì)準(zhǔn)；以及回流焊接電子部件至印刷電路板。
【專利說明】使用嵌入在焊料膏中的實(shí)心焊料預(yù)成件控制孔隙
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求享有2014年8月25日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.62/041，233的優(yōu)先權(quán)，在此通過全文弓I用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]公開的技術(shù)通常涉及焊料技術(shù)，并且更特別地，一些實(shí)施例涉及使用焊料預(yù)成件的孔隙控制。
【背景技術(shù)】
[0004]電子組件通常包括其上安裝了電子部件的一個(gè)或多個(gè)電路板。每個(gè)裸電路板通常由具有圖形化在層上的電互連的多個(gè)(2個(gè)或更多)層構(gòu)成?；ミB停止在電路板表面上的焊墊或其他接觸中，電子部件的對(duì)應(yīng)焊墊焊接至電路板表面上的焊墊或其他接觸之上。半導(dǎo)體和其他有源或無源部件例如由焊料接合至電路板上的焊墊，這提供了機(jī)械接合并且允許從每個(gè)部件至電路板上焊墊互連的電連接。
[0005]焊料膏是用于將各個(gè)部件接合至電路板上焊墊的焊料的常用物理形式。焊料膏通常由特定尺寸范圍的低氧化物、預(yù)合金的焊料粉末與焊劑媒介混合而構(gòu)成。焊料膏的焊料粉末成分部分可以是合金，并且通常包括例如錫-鉛、錫-鉛-銀，或任何常用無鉛焊料合金，諸如例如錫-銀-銅、錫-銀-秘、錫-秘或錫_銅O
[0006]焊料膏的焊劑媒介部分通常包括樹脂或樹脂聚合物，一種或多種溶劑，一種或多種焊劑化學(xué)物，穩(wěn)定劑，流變控制添加劑，防腐劑和潤濕劑。通常焊劑媒介以比用于將每個(gè)部件引線潤濕至其對(duì)應(yīng)焊墊所需的量更大的量而存在于焊料膏中。包括過量的焊劑媒介以實(shí)現(xiàn)合適的流變以將膏絲網(wǎng)印刷至電路板之上，并且提供足夠的“粘絲”以在焊料回流之前臨時(shí)將部件固定在合適位置處。
[0007]圖1是示出了用于將各個(gè)部件接合至電路板的示例性方法的示圖。在操作23處，焊料膏絲網(wǎng)印刷至電路板的金屬化焊墊上。在操作25處，每個(gè)部件放置至特定幾何間距的焊墊陣列上。這可以例如使用機(jī)器人設(shè)備自動(dòng)地完成。焊料膏如上所述的粘著本性在焊料回流之前臨時(shí)將部件固定在合適位置處。
[0008]在操作27處，電路板進(jìn)入包括數(shù)個(gè)調(diào)節(jié)溫度區(qū)域的傳送回流爐。根據(jù)特定電路板的分布設(shè)計(jì)的預(yù)定溫度分布確保了小心地蒸發(fā)了溶劑，激活了焊劑，并且焊料熔化并潤濕了部件的金屬化焊墊以及電路板上對(duì)應(yīng)的焊墊。因此，在爐中，在操作29處，膏中的焊料粉末熔化并且形成實(shí)心體，將部件接合至電路板上它們各自的金屬化焊墊。
[0009]在回流工藝期間，氣體從溶劑、樹脂和焊劑的蒸發(fā)而釋放。這些氣體的大多數(shù)排出至焊墊和部件端子的側(cè)面，但是一些氣體變得陷入焊料接縫中，導(dǎo)致孔隙。過多焊料孔隙降低了部件至焊墊的物理接合強(qiáng)度，并且降低了導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率。該孔隙導(dǎo)致電路板以及因此電子組件的可靠性降低。焊料孔隙可以易于使用X射線儀器觀測并且量化。
[0010]在小型至中型尺寸焊墊中，焊料孔隙通常由合適的膏配方化學(xué)、回流分布參數(shù)、焊墊設(shè)計(jì)和絲網(wǎng)設(shè)計(jì)而控制。然而，當(dāng)焊墊面積和部件終端子面積增大時(shí)，諸如使用底部端子部件半導(dǎo)體封裝、諸如例如方形扁平無引腳封裝即QFN封裝，孔隙成為更大的問題。由于MOSFET和IGBT器件的成長，QFN的使用增多。具有更大的焊墊和部件端子面積，與無法逃離QFN封裝上大面積焊墊和并行端子的約束相比，由于捕獲的氣體發(fā)生更高的焊料孔隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本公開提供了一種用于控制由電子組件的焊料接縫中捕獲的氣體所引起的孔隙的方法。在各個(gè)實(shí)施例中，預(yù)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幾何形狀以使其在將要安裝于焊料膏中的部件之間形成隔離或間隙。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，方法包括，接收包括多個(gè)接觸焊墊的印刷電路板;將焊料膏的團(tuán)卷沉積至多個(gè)接觸焊墊的每一個(gè)上;將電子部件放置至印刷電路板上以使得電子部件的接觸與印刷電路板的對(duì)應(yīng)接觸焊墊對(duì)準(zhǔn)；以及將電子部件回流焊接至印刷電路板。
[0013]在該實(shí)施例的實(shí)施方式中，預(yù)成件在回流焊接期間在部件與焊料膏之間維持了間隙以使得作為焊料膏熔化的副產(chǎn)品所產(chǎn)生的至少一些氣體可以從接觸之間逃離。
[0014]在實(shí)施例中，焊料預(yù)成件具有與焊料膏基本上相同的熔化溫度或更高的熔化溫度。在額外實(shí)施例中，兩個(gè)或多個(gè)焊料預(yù)成件可以沉積在每個(gè)焊料膏的團(tuán)卷中。在這些實(shí)施例的特定實(shí)施方式中，預(yù)成件可以包括如本公開中所述的0201或0402預(yù)成件。在其他實(shí)施方式中，焊料預(yù)成件與它們放置其中的焊料膏的對(duì)應(yīng)團(tuán)卷的高度相同或基本上相同。
[0015]在其他實(shí)施例中，電子部件包括諸如QFN封裝的底部端子部件半導(dǎo)體封裝(bottomterminat1n component semiconductor package)0
[0016]結(jié)合借由示例方式示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例特征的附圖，從以下詳細(xì)說明書將使得本發(fā)明的其他特征和特征方面變得明顯。
【發(fā)明內(nèi)容】
并非意在限定本發(fā)明的范圍，其僅由所附權(quán)利要求限定。
【附圖說明】
[0017]參照包括的附圖詳細(xì)描述根據(jù)一個(gè)或多個(gè)各個(gè)實(shí)施例的在此公開的技術(shù)。提供附圖僅為了示意性說明的目的，并且僅示出了所公開技術(shù)的典型或示例性實(shí)施例。提供這些附圖以促使讀者理解所公開的技術(shù)，并且不應(yīng)視作限定了其寬度、范圍或可應(yīng)用性。應(yīng)該注意的是，為了示意說明的明晰和便利，附圖無需按照比例繪制。
[0018]在此包括的一些附圖從不同視角示出了所公開技術(shù)的各個(gè)實(shí)施例。盡管伴隨的描述性正文可以涉及作為“頂部”、“頂部”或“側(cè)部”視圖的這些視圖，這些參考僅是描述性的并且并非暗示或者要求所公開的技術(shù)以特定空間朝向而實(shí)施或使用，除非另外明確陳述。
[0019]圖1是示出了用于接合電子部件至電路板的常規(guī)示例性方法的操作流程圖。
[0020]圖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預(yù)成件的示例性應(yīng)用的剖視圖。
[0021]圖3是示出了根據(jù)在此所公開技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的用于使用嵌入焊料預(yù)成件回流操作的示例性方法的操作流程圖。
[0022]圖4是示出了根據(jù)在此所公開技術(shù)可以使用的示例性焊料預(yù)成件的尺寸的示圖。
[0023]圖5是總結(jié)了用于在五個(gè)配置中使用焊料膏測試兩個(gè)板上12個(gè)不同的方形扁平無引腳封裝即QFN封裝結(jié)果的表格:不具有預(yù)成件，具有一個(gè)0201預(yù)成件，具有兩個(gè)0201預(yù)成件，具有一個(gè)0402預(yù)成件，以及具有兩個(gè)0402預(yù)成件。
[0024]圖6是示出了對(duì)于使用不具有預(yù)成件的圖5的焊料膏的測試情形孔隙百分比變化性的示圖。
[0025]圖7是示出了對(duì)于使用具有0201預(yù)成件或0402預(yù)成件圖5的焊料膏的測試情形的孔隙百分比變化性的示圖。
[0026]圖8是示出了對(duì)于使用具有兩個(gè)預(yù)成件、也即兩個(gè)0201預(yù)成件或兩個(gè)0402預(yù)成件的圖5的焊料膏的測試情形的孔隙百分比變化性的示圖。
[0027]圖9是示出了對(duì)于圖5的每個(gè)樣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圖。
[0028]圖10是示出了對(duì)于圖5的樣本集合(上部圖表)和數(shù)據(jù)點(diǎn)中標(biāo)準(zhǔn)偏差(下部圖表)的孔隙百分比變化性的示圖。
[0029]圖11是示出了對(duì)于圖5的數(shù)據(jù)集合(上部圖表)和對(duì)于數(shù)據(jù)集合的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差(下部圖表)的孔隙百分比的平均的示圖。
[0030]圖12是對(duì)于不具有任何預(yù)成件僅使用圖5的銦10.1焊料膏在板上三個(gè)不同部件的提供了焊料接縫中焊料孔隙的X射線圖像的示圖。
[0031]圖13是對(duì)于在相同兩個(gè)板上的相同三個(gè)部件的提供了掃描電鏡(SEM)圖像、但是使用了嵌入在圖5的銦10.1焊料膏中的一個(gè)0201預(yù)成件的示圖。
[0032]圖14是對(duì)于在相同兩個(gè)板上相同三個(gè)部件提供了SEM圖像的、但是使用了嵌入圖5的銦10.1焊料膏中兩個(gè)0201預(yù)成件的示圖。
[0033]圖15是對(duì)于在相同兩個(gè)板上相同三個(gè)部件提供了SEM圖像的、但是使用嵌入在圖5的銦10.1焊料膏中一個(gè)0402焊料預(yù)成件的示圖。
[0034]圖16是對(duì)于在相同兩個(gè)板上相同二個(gè)部件提供了SEM圖像的、但是使用了嵌入在圖5的銦10.1焊料膏中兩個(gè)0402焊料預(yù)成件的示圖。
[0035]附圖并非意在為窮舉或者將本發(fā)明限定于所公開的精確形式。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以采用修改例或備選例而實(shí)施，并且所公開的技術(shù)僅由權(quán)利要求及其等同形式限定。
【具體實(shí)施方式】
[0036]所公開技術(shù)的實(shí)施例可以實(shí)施用于提供對(duì)由除氣引起問題的解決方案。在各個(gè)實(shí)施例中，預(yù)成件可以在部件放置之前嵌入焊料膏中。焊料預(yù)成件可以配置具有幾何形狀以使其在將要安裝在焊料膏中的部件之間產(chǎn)生隔離或間隙。優(yōu)選地，配置預(yù)成件以也具有幾何形狀以使其提供了開口或通道，作為焊接和操作副產(chǎn)品的所產(chǎn)生的氣體可以通過開口或通道從被焊接部件的下方逃離。
[0037]在各個(gè)實(shí)施例中，焊料預(yù)成件具有與焊料膏的焊料合金成分相同或基本上相同的合金成分。這可以允許在相同溫度下回流。在其他實(shí)施例中，焊料預(yù)成件可以具有熔點(diǎn)低于或高于焊料膏熔點(diǎn)的合金成分。具有較高的熔點(diǎn)例如可以當(dāng)膏開始熔化并釋放氣體時(shí)允許預(yù)成件維持間隙。在一些實(shí)施例中，預(yù)成件可以具有比焊料膏高1-5%或5-10%的熔點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，預(yù)成件可以具有比焊料膏高0.1-1 %的熔點(diǎn)。
[0038]在各個(gè)實(shí)施例中，測試已經(jīng)顯示，焊料孔隙可以從單獨(dú)使用焊料膏的大約45%降低至使用嵌入在膏中一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件的大約10%，取決于化學(xué)成分和配置。
[0039]圖2是示出了在部件放置之后但是在回流操作之前嵌入在焊料膏中焊料預(yù)成件的示例性應(yīng)用的剖視圖的示圖。圖2也示出了僅使用不具有嵌入其中的預(yù)成件的焊料膏而安裝至印刷電路板的部件的常規(guī)配置50。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖的左手側(cè)示出了常規(guī)配置50，其中部件52(在該示例中為QFN)使用焊料膏54安裝至印刷電路板(PCB)56。焊料膏54可以是任意數(shù)目的不同的可應(yīng)用焊料膏，包括常規(guī)可應(yīng)用的焊料膏，諸如例如，包含錫-鉛、錫-鉛-銀、錫-銀-銅、錫-銀-鉍、錫-鉍、或錫-銦的膏，僅列舉了少數(shù)。
[0040]圖2的右手側(cè)示出了使用嵌入的預(yù)成件(示出了兩個(gè))的配置60。在該示例中，預(yù)成件68在將部件62安裝至印刷電路板66上之前嵌入在焊料膏64中。如從該示例可見，預(yù)成件68具有比由已經(jīng)印刷或者另外圖形化至印刷電路板66上的焊料膏64所展示的更高的輪廓。如從該示例中可見，該更高的輪廓導(dǎo)致在部件62和焊料膏64之間的間隙。這形成了通道，在回流期間從焊料膏64排出的氣體可以通過通道逃離并且避免被捕獲在部件62和印刷電路板66之間。盡管在圖2的示例中示出了兩個(gè)預(yù)成件68，在其他實(shí)施例中，可以使用其他數(shù)量的預(yù)成件。預(yù)成件可以例如放置在焊墊的側(cè)邊上，在焊墊的角落處，在焊墊的中心，或者在其他位置。
[0041 ] 部件62、焊料膏64和印刷電路板66可以與圖2左手側(cè)上常規(guī)配置中所示的對(duì)應(yīng)元件相同或相似。然而，在閱讀了該說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，嵌入的焊料預(yù)成件可以使用任意數(shù)目的不同電子部件、焊料膏合金和印刷電路板配置而實(shí)施。
[0042]圖3是示出了根據(jù)在此公開技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的用于使用嵌入焊料預(yù)成件回流操作的示例性方法的示圖?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，在操作78處，焊料膏沉積至印刷電路板上。根據(jù)圖2中所示的示例，焊料膏64可以印刷至印刷電路板66上。然而，在其他實(shí)施例中，焊料膏64可以使用其他技術(shù)而圖形化至印刷電路板上。
[0043]在操作76處，一個(gè)或多個(gè)焊料合金預(yù)成件可以放置在印刷電路板上。特別地，預(yù)成件可以沉積以使得它們嵌入在已經(jīng)放置在印刷電路板上的焊料膏中。根據(jù)圖2的示例，一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件68可以在每個(gè)焊墊處嵌入焊料膏64中。優(yōu)選地，如上所述，預(yù)成件的幾何形狀可以使其具有比所沉積的焊料膏更高的輪廓。因此，當(dāng)部件安裝至電路板上時(shí)(在操作79處)，在部件的底表面與焊料膏的頂表面之間可以保留間隙或通道。這可以在圖2中看到，其中在部件62的底表面與焊料膏64的頂表面之間存在空氣間隙。如上所述，該通道或間隙可以提供所排出氣體由此可以逃離并且避免捕獲在焊料膏中或在焊料膏與部件或印刷電路板上焊墊之間的路徑。
[0044]盡管在一些實(shí)施例中，預(yù)成件可以在回流操作之前延伸在焊料膏之上，當(dāng)預(yù)成件的頂表面可以不存在充分“粘著”表面以充分維持部件的放置時(shí)，這對(duì)于部件的放置和回流可以存在挑戰(zhàn)。因此，在其他實(shí)施例中，預(yù)成件在回流操作之前完全嵌入在焊料膏中，但是當(dāng)發(fā)生加熱時(shí)，由于焊料膏中焊劑媒介的存在，焊料膏的輪廓比預(yù)成件的高度更快地降低。因此，在回流操作期間形成了允許所排出氣體逃離的間隙。甚至在其中預(yù)成件合金與焊料膏合金相同的配置中，由于焊料膏中焊劑媒介的存在，這可以是真的。
[0045]在操作81處，具有安裝部件的板進(jìn)入回流爐。在操作88處，焊料膏和焊料預(yù)成件熔化，將部件接合至焊墊。如上所述，在各個(gè)實(shí)施例中，可以在部件的底部與熔化的焊料膏之間提供通道或間隙。結(jié)果，允許由回流操作產(chǎn)生的氣體從部件下方逃離。
[0046]在各個(gè)實(shí)施例中，焊料合金預(yù)成件通常相當(dāng)小以允許放置在焊墊上。這些小的實(shí)心焊料合金預(yù)成件可以封裝在帶和卷配置中以便于處理和自動(dòng)化(例如機(jī)器人)放置。作為一個(gè)示例，尺寸為0.020”長度X 0.010”寬度X 0.010”厚度的預(yù)成件可以臨時(shí)插入塑料帶中并且盤繞在卷上以用于自動(dòng)放置。該預(yù)成件可以使用不同合金制造，例如Sn96.5Ag3.5Cu0.5 (SAC305)合金。該預(yù)成件可以與焊料膏一起工作而不改變?nèi)魏位亓鲄?shù)設(shè)置。
[0047]封裝進(jìn)入帶和卷中的常規(guī)可應(yīng)用預(yù)成件的一個(gè)尺寸通常稱作0201，可從Utica，NY的Indium Corporat1n獲得。另一個(gè)是0402預(yù)成件，可從Utica，NY的Indium Corporat1n獲得。此外標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)設(shè)備可應(yīng)用于自動(dòng)地沉積一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件至之前采用焊料膏沉積的每個(gè)焊墊上。圖4是示出了根據(jù)在此所公開技術(shù)可以使用的示例性焊料預(yù)成件的尺寸的示圖。如該示例所示，0201預(yù)成件大約長0.020” X寬0.010” X厚0.010”，并且0402預(yù)成件大約長0.040” X 寬0.019" X 厚0.020”。
[0048]如上所述，預(yù)成件可以配置為不同形狀和尺寸，并且可以在給定焊墊上使用一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件。測試已經(jīng)顯示，孔隙隨著預(yù)成件尺寸增大而減小，并且當(dāng)每個(gè)焊墊使用多于一個(gè)預(yù)成件時(shí)孔隙減小。這可以是由于在已經(jīng)達(dá)到焊料的液化點(diǎn)之后部件的隔離(也即產(chǎn)生的間隙)。
[0049]測試也顯示，諸如最大孔隙、平均孔隙和最小孔隙的參數(shù)隨著以一個(gè)形式或另一個(gè)形式預(yù)成件的使用而均減小。現(xiàn)在描述這些測試的結(jié)果。使用每個(gè)焊墊具有在死點(diǎn)或一側(cè)居中放置一個(gè)預(yù)成件、以及位于焊墊的相對(duì)角落中的兩個(gè)預(yù)成件而進(jìn)行測試。使用兩個(gè)不同預(yù)成件進(jìn)行測試:從Indium Corporat1n可獲得的預(yù)成件0201和0402。測試顯示，如果預(yù)成件居中，部件(例如QFN)放置不是問題。
[0050]圖5是不出了使用也可從Utica，New York的Indium Corporat1n獲得的銦10.I焊料膏的測試結(jié)果概要的示圖。特別地，圖5是總結(jié)了在五個(gè)配置中使用10.1焊料膏對(duì)兩個(gè)電路板的12個(gè)不同QFNs的測試結(jié)果的表格:不具有預(yù)成件，具有一個(gè)0201預(yù)成件，具有兩個(gè)0201預(yù)成件，具有一個(gè)0402預(yù)成件，以及具有兩個(gè)0402預(yù)成件。如所示，當(dāng)添加一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件時(shí)，平均孔隙百分比降低。特別地，僅使用銦10.1焊料膏的平均孔隙百分比為?17.8%，具有一個(gè)0201預(yù)成件的百分比幾乎下降0.5%，具有兩個(gè)0201預(yù)成件的百分比下降至?15.4%。使用一個(gè)銦0402預(yù)成件的百分比降低至?13.3%，而使用兩個(gè)0402預(yù)成件的百分比降低至?12.1 %。也注意，在該測試中具有多個(gè)預(yù)成件，不存在后回流偏移。也注意，采用一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件獲得的結(jié)果比單獨(dú)使用焊料膏獲得結(jié)果更一致。這進(jìn)一步由以下進(jìn)一步所述的概括了數(shù)據(jù)的附圖所示。
[0051 ]圖6-圖12是圖形地示出了圖5中所列數(shù)據(jù)的示圖。特別地，圖6、圖7和圖8是示出了對(duì)于使用嵌入在焊料膏中的零個(gè)、一個(gè)或兩個(gè)焊料預(yù)成件實(shí)現(xiàn)的孔隙百分比的變化圖表的示圖。圖6是示出了對(duì)于使用不具有預(yù)成件的10.1焊料的測試情形的孔隙百分比的變化的示圖。如該圖所示，板之間樣本集合顯示了高度孔隙變化性。而在一些情形中，孔隙少于5%，存在其中孔隙大于20%的大量情形。如通過檢查以下附圖可見，這比使用一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件的測試情形較少一致性。
[0052]圖7是示出了使用一個(gè)預(yù)成件，也即0201預(yù)成件或0402預(yù)成件的孔隙百分比變化的示圖。與對(duì)于不使用預(yù)成件的樣本(圖6)的測試結(jié)果相比，孔隙百分比在這些情形中在運(yùn)行的測試之間更一致。這應(yīng)該提供了實(shí)際中更可預(yù)測的結(jié)果。額外地，存在極少的情形，其中超過20%的孔隙不同于不使用預(yù)成件的測試情形。也注意，使用0402預(yù)成件的測試情形傾向于比使用0201預(yù)成件的那些呈現(xiàn)稍微較低的孔隙百分比。
[0053]圖8是示出了使用兩個(gè)預(yù)成件，也即兩個(gè)0201預(yù)成件或兩個(gè)0402預(yù)成件的孔隙百分比變化的示圖。與圖6和圖7比較，使用兩個(gè)預(yù)成件的測試甚至更一致，并且顯示了額外的孔隙百分比減小。在這些結(jié)果中，僅存在達(dá)到大約20%的一個(gè)樣本，并且測試運(yùn)行低于20%。盡管這些結(jié)果可以不是該領(lǐng)域中常規(guī)所預(yù)期的，這些結(jié)果并未指示每個(gè)焊墊更多數(shù)目的預(yù)成件(例如四個(gè))可以產(chǎn)生甚至更好的結(jié)果。然而在一些點(diǎn)上，預(yù)期了減小的邊際報(bào)酬。
[0054]圖9是示出了對(duì)于每個(gè)樣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圖。如該曲線所示，在僅使用不具有預(yù)成件的10.1焊料膏的樣本集合結(jié)果中，在所實(shí)現(xiàn)的最小和最大孔隙百分比之間的展寬大于使用一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件的樣本集合。同樣地，盡管該非預(yù)成件樣本集合的確在一些情形中實(shí)現(xiàn)了最佳結(jié)果，其也在其他情形中實(shí)現(xiàn)了最壞結(jié)果，并且顯示出較少或沒有可預(yù)測性或結(jié)果一致性。如在使用一個(gè)或兩個(gè)預(yù)成件的其他樣本集合中可見，平均孔隙百分比傾向于隨著預(yù)成件數(shù)目增大以及預(yù)成件尺寸增大而減小。同樣地，對(duì)于使用一個(gè)或多個(gè)預(yù)成件的每個(gè)樣本集合的最大和最小孔隙百分比通常傾向于當(dāng)預(yù)成件的數(shù)量和尺寸增大時(shí)而減小(例外如圖9所示)。
[0055]圖10是示出了對(duì)于樣本集合(上部圖表)和數(shù)據(jù)點(diǎn)中標(biāo)準(zhǔn)偏差(下部圖表)孔隙百分比變化的示圖。圖11是示出了對(duì)于數(shù)據(jù)集合的平均孔隙百分比(上部圖表)和對(duì)于數(shù)據(jù)集合的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差(下部圖表)的示圖。如圖10和圖11中這些圖表所示，結(jié)果傾向于更一致，并且因此使用嵌入在焊料膏中的預(yù)成件更可預(yù)測。
[0056]圖12是僅使用不具有任何預(yù)成件的銦10.1焊料膏對(duì)兩個(gè)板上三個(gè)不同部件提供了焊料接縫中焊料孔隙的X射線圖像的示圖。圖13是示出了對(duì)于相同兩個(gè)板上相同三個(gè)部件示出了SEM圖像的、但是此次包括嵌入在10.1焊料膏中的一個(gè)0201預(yù)成件的示圖。如通過與圖12比較可見，盡管仍然存在孔隙，它們通常出現(xiàn)占據(jù)焊料接縫區(qū)域的較小百分比。
[0057]圖14是提供了相同部件和板的SEM圖像、但是使用了嵌入在10.1焊料膏中兩個(gè)0201預(yù)成件的示圖。如這些圖像所示，孔隙百分比變得更小。
[0058]圖15是提供了對(duì)于相同部件和板的焊料接縫的SEM圖像、但是使用一個(gè)0402焊料預(yù)成件的示圖。圖16是提供了SEM圖像但是具有兩個(gè)0402焊料預(yù)成件的示圖。
[0059]如上所述，這些測試揭示了，僅在使用一個(gè)預(yù)成件的構(gòu)件中找到部件的偏移。測試也揭示了，孔隙隨著預(yù)成件尺寸增大(例如從0201至0402預(yù)成件)而減小。類似的，當(dāng)使用多個(gè)預(yù)成件時(shí)孔隙減小，并且改進(jìn)了可預(yù)測性或結(jié)果一致性。
[0060]盡管已經(jīng)如上描述了所公開技術(shù)的各個(gè)實(shí)施例，應(yīng)該理解的是，它們僅借由示例并且非限定性方式而展示。同樣，各個(gè)圖表可以示出用于所公開技術(shù)的示例性架構(gòu)或其他配置，完成其以幫助理解可以包括在所公開技術(shù)中的特征和功能。所公開技術(shù)不限于所示的示例性架構(gòu)或配置，而是可以使用各種備選架構(gòu)和配置實(shí)施所需的特征。的確，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，可以如何實(shí)施備選的功能、邏輯或物理分割和配置以實(shí)施在此所述技術(shù)的所需特征。此外，除了在此所示那些之外的大量不同構(gòu)成模塊名稱可以應(yīng)用于各個(gè)部分。額外地，關(guān)于流程圖、操作說明和方法權(quán)利要求，在此所展示的步驟順序不應(yīng)命令以相同順序?qū)嵤└鱾€(gè)實(shí)施例以執(zhí)行所述功能，除非上下文另外指示。
[0061]盡管以上根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例和實(shí)施方式描述了所公開技術(shù)，應(yīng)該理解的是，在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)實(shí)施例中所述的各個(gè)特征、特征方面和功能不應(yīng)將它們的可應(yīng)用性限定于所描述的特定實(shí)施例，而是替代地可以單獨(dú)或以各種組合應(yīng)用于所公開技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例，不論是否描述了這些實(shí)施例以及不論這些特征是否展示作為所述實(shí)施例的一部分。因此，在此所公開技術(shù)的寬度和范圍不應(yīng)由任何如上所述示例性實(shí)施例所限定。
[0062]在該文檔中使用的術(shù)語和短語及其變形除非另外明確陳述而應(yīng)該構(gòu)造為與限定相反的開放式。作為之前的示例:術(shù)語“包括”應(yīng)該解讀為意味著“包括但不限于”等等;術(shù)語“示例”用于提供所述討論的物品的示例性實(shí)例，并非其窮舉或限定性列表;術(shù)語“一”或“一個(gè)”應(yīng)該解讀為意味著“至少一個(gè)”、“一個(gè)或多個(gè)”等等；以及諸如“習(xí)慣的”、“常規(guī)的”、“正常的”、“標(biāo)準(zhǔn)的”、“已知的”的形容詞以及類似含義的術(shù)語不應(yīng)構(gòu)造為將所述物品限定于給定的時(shí)間段或在給定時(shí)間可獲得的物品，而是替代地應(yīng)該解讀為包括在現(xiàn)在或未來任意時(shí)刻可獲得或已知的習(xí)慣的、傳統(tǒng)的、常規(guī)的、或標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。同樣地，當(dāng)本文檔涉及對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯或已知的技術(shù)時(shí)，這些技術(shù)包括現(xiàn)在或者未來任意時(shí)刻對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯或已知的那些技術(shù)。
[0063]展寬性詞語和短語諸如“一個(gè)或多個(gè)”、“至少”、“但不限于”等短語的存在在一些情形中不應(yīng)解讀為意味著在這些展寬性短語可以缺失的情形中有意設(shè)計(jì)或需要更窄的情形。術(shù)語“模塊”的使用并非暗示作為模塊一部分的所述或請(qǐng)求保護(hù)的部件或功能均配置在共同的封裝中。的確，不論是控制邏輯或其他部件，模塊的各個(gè)部件的任意或全部可以組合在單個(gè)封裝中或分立地維持，并且可以進(jìn)一步分布在多個(gè)群組或封裝中或者跨越多個(gè)位置。
[0064]額外地，在此所列的各個(gè)實(shí)施例根據(jù)示例性方框圖、流程圖和其他示圖而描述。如在閱讀本文檔之后對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的，所示的實(shí)施例及各種備選例可以實(shí)施而并未限制于所述示例。例如，方框圖和它們的所附描述不應(yīng)構(gòu)造為命令了特定架構(gòu)或配置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于焊料回流的方法，包括: 接收包括多個(gè)接觸焊墊的印刷電路板； 沉積焊料膏的團(tuán)卷至所述多個(gè)接觸焊墊的每一個(gè)上； 沉積一個(gè)焊料預(yù)成件至焊料膏的每個(gè)團(tuán)卷中； 放置電子部件至所述印刷電路板上以使得所述電子部件的接觸與所述印刷電路板的對(duì)應(yīng)接觸焊墊對(duì)準(zhǔn)；以及 回流焊接所述電子部件至所述印刷電路板。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，回流焊接所述電子部件至所述印刷電路板包括，在高溫環(huán)境中定位所述板和電子部件以熔化所述焊料膏和所述預(yù)成件，由此潤濕所述接觸并且焊接所述部件至所述板，其中所述預(yù)成件在所述部件與所述焊料膏之間維持間隙以使得作為所述焊料膏熔化副產(chǎn)品所產(chǎn)生的氣體的至少一些可以從所述接觸之間逃離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述焊料預(yù)成件具有與所述焊料膏基本上相同的熔化溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述焊料預(yù)成件具有比所述焊料膏較高的熔化溫度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，兩個(gè)焊料預(yù)成件沉積在焊料膏的每個(gè)團(tuán)卷中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，四個(gè)焊料預(yù)成件沉積在焊料膏的每個(gè)團(tuán)卷中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述焊料預(yù)成件高度與它們放置其中的焊料膏的對(duì)應(yīng)團(tuán)卷的高度相同或基本上相同。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)成件包括0201或0402預(yù)成件。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電子部件包括底部端子部件半導(dǎo)體封裝。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述底部端子部件半導(dǎo)體封裝是方形扁平無引腳封裝即QFN封裝。11.一種通過以下方法形成的電子組件: 接收包括多個(gè)接觸焊墊的印刷電路板； 沉積焊料膏的團(tuán)卷至所述多個(gè)接觸焊墊的每一個(gè)上； 沉積一個(gè)焊料預(yù)成件至焊料膏的每個(gè)團(tuán)卷； 放置電子部件至所述印刷電路板上以使得所述電子部件的接觸與所述印刷電路板的對(duì)應(yīng)接觸焊墊對(duì)準(zhǔn)；以及 回流焊接所述電子部件至所述印刷電路板以形成所述電子組件。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，回流焊接所述電子部件至所述印刷電路板包括:在高溫環(huán)境中定位所述板和電子部件以熔化所述焊料膏和所述預(yù)成件，由此潤濕所述接觸并且焊接所述部件至所述板，其中所述預(yù)成件在所述部件與所述焊料膏之間維持間隙以使得作為所述焊料膏熔化副產(chǎn)品所產(chǎn)生的氣體的至少一些可以從所述接觸之間逃離。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，所述焊料預(yù)成件具有與所述焊料膏基本上相同的熔化溫度。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，所述焊料預(yù)成件具有比所述焊料膏更高的熔化溫度。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，兩個(gè)焊料預(yù)成件沉積在焊料膏的每個(gè)團(tuán)卷中。16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，四個(gè)焊料預(yù)成件沉積在焊料膏的每個(gè)團(tuán)卷中。17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，所述焊料預(yù)成件高度與它們放置其中的焊料膏的對(duì)應(yīng)團(tuán)卷的高度相同或基本上相同。18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，所述預(yù)成件包括0201或0402預(yù)成件。19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子組件，其中，所述電子組件包括底部端子部件半導(dǎo)體封裝。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子組件，其中，底部端子部件半導(dǎo)體封裝是方形扁平無引腳封裝即QFN封裝。
【文檔編號(hào)】B23K1/008GK105904046SQ201510643932
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日
【發(fā)明人】Z·魏, L·羅, C·J·納什, D·M·海倫
【申請(qǐng)人】銦泰公司