减少LGA器件焊接气泡的方法与流程

减少lga器件焊接气泡的方法
技术领域
1.本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种减少lga器件焊接气泡的方法。


背景技术：

2.随着软硬件功能的高密度集成化、模块化的发展，针对smt(表面贴装技术)的工艺要求更加严苛，厂家为了控制成本，针对边长尺寸约20mm左右的lga(平面网格阵列)器件多采用lga封装，且lga器件底部单个焊盘尺寸单边约2mm，该尺寸的lga器件进行smt焊接时，焊接面积较大，锡膏不易均匀覆盖在焊接面上，进而容易存在连锡、少锡、气泡、溢锡、锡珠等缺陷。
3.针对以上不良，相关技术基本针对钢网做处理，例如：内凹型钢网可避让锡珠，分割锡膏可排气泡，但针对以上尺寸的lga器件，气泡排出效果不佳；缩小钢网减少锡膏量可减少连锡、溢锡问题，但是焊盘的上锡量难以保证。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本发明的主要目的在于提出一种减少lga器件焊接气泡的方法，减少lga器件焊接气泡的方法具有少锡、锡珠、溢锡、气泡和连锡等不良问题的发生几率低，lga器件的焊接可靠度高的优点。
6.为实现上述发明目的，本发明的减少lga器件焊接气泡的方法包括以下步骤：
7.通过钢网在印制板上的每个焊盘上印刷多个离散布置的锡膏；
8.在至少一个焊盘上设置锡片，锡片与相应焊盘上的至少一个锡膏粘接，锡片的高度大于等于锡膏的高度；
9.将lga器件贴到印制板上，lga器件与至少部分锡膏粘接；
10.对印制板和lga器件进行焊接。
11.根据本发明的减少lga器件焊接气泡的方法，通过钢网使得每个焊盘上成型多个离散布置的锡膏，进而能够在任意相邻锡膏之间形成排气通道，在对印制板和lga器件进行焊接时，锡膏中助焊剂挥发产生的气体可以通过排气通道排出。同时，lga器件贴到印制板后，锡片的设置能够增大锡片附近的排气通道的高度，即增大排气通道的横截面积，由此使得助焊剂挥发产生的气体更有效地排出，进一步降低少锡、锡珠、溢锡、气泡和连锡等不良问题的发生几率，lga器件的焊接可靠性更高。
12.可选地，所述锡片嵌入所述锡膏并与所述焊盘的表面抵接。
13.可选地，所述钢网的厚度为0.08mm-0.2mm，所述锡片的厚度为0.1mm-0.25mm。
14.可选地，所述印制板上的多个焊盘包括多个沿第一方向间隔排列的多个焊盘组，每个焊盘组包括沿第二方向间隔排列的至少两个焊盘，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述锡片有至少两个，至少两个所述锡片一一对应地设置于至少一个所述焊盘组中的至少两个所述焊盘上。
15.可选地，所述锡片有两个，两个所述锡片分别设置于任意一个所述焊盘组中位于边缘的两个所述焊盘上。
16.可选地，两个所述锡片所在的所述焊盘组为位于边缘的任意一个焊盘组。
17.可选地，所述锡片有三个，三个所述锡片设置于任意两个所述焊盘组中的三个所述焊盘上。
18.可选地，所述焊盘为方形，每个所述焊盘上的所述锡膏的数量大于等于四个。
19.可选地，每个所述焊盘上任意相邻两个所述锡膏之间的距离大于0.3mm。
20.可选地，所述锡片为长条形，所述锡片的长度为0.55mm-1.75mm，所述锡片的宽度为0.25mm-0.95mm；和/或，所述锡片的材质与所述锡膏中焊锡的材质相同。
附图说明
21.图1是相关技术中lga器件焊接方法中印制板和锡膏在焊接前的示意图。
22.图2是相关技术中lga器件焊接方法中印制板和锡膏在焊接后的示意图。
23.图3是根据本发明实施例的减少lga器件焊接气泡的方法中印制板、锡膏和锡片在焊接前的示意图。
24.图4是根据本发明实施例的减少lga器件焊接气泡的方法中设置有锡膏和锡片的焊盘的示意图。
25.图5是根据本发明实施例的减少lga器件焊接气泡的方法中印制板、锡膏和锡片在焊接后的示意图。
26.附图标记：
27.1、印制板；2、焊盘；21、气泡；22、少锡；23、锡珠；24、溢锡；25、连锡；3、锡膏；4、锡片。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.相关技术中，通过对锡膏3成分和锡膏3融化过程的分析可知锡膏3成分中助焊剂等辅料占锡膏3体积的比例约为50％，这部分物质在焊接温度升高过程中起到助焊的效果，同时也需要挥发被排出，最后留在焊盘2上对lga器件和印制板1起到强度连接作用的成分是锡合金(焊锡)，其体积占比为约50％。焊接过程是指在印制板1的焊盘2上印刷锡膏3，在锡膏3上放置lga器件，经过高温，焊锡融化，助焊剂挥发，焊锡将印制板1和lga器件牢固的连接在一起。但是由于上述焊接的lga器件中的单个焊盘2尺寸也偏大，lga器件单个焊盘2对应的印制板1的焊盘2尺寸与lga器件单个焊盘2一致，且lga器件本体尺寸偏大，故气体不易排出，lga器件底部锡膏3在升温过程中仍然在不断的产生气体，如此气体就会挤压着焊盘2上熔融的焊锡，使得焊锡被挤出焊盘2。在温度降低过程中，气泡21还未排出，焊锡也很难被牵引回到焊盘2上(锡膏3张力＜锡膏3重力+气体压力，这时气体压力占比较大，锡膏3张力、锡膏3重力起到作用)，焊锡完全固化后，就留在了印制板1的相邻两个焊盘2之间的绿油区域。如图1和图2所示，若残留在绿油上的焊锡少，一般易形成锡珠23(没有约束的情况下在印制板1上会随意滚动，如果掉落在密引脚器件之间且直径大于引脚间隙，产品短路风
险高)；若残留在绿油上的焊锡多，则形成了溢锡24；若焊锡被挤压出焊盘2的量足够多焊盘2不能完全脱离，且与周边焊盘2相连，就形成了连锡25不良；同时，焊锡被挤出焊盘2，焊盘2上自然就形成了空洞也叫气泡21(被焊锡包裹在中间的气体)，或者形成了少锡22的不良现象(无焊锡包裹空白区域，焊盘2上只有少量的焊锡)。
30.为了解决上述缺陷，下面结合图3-图5描述根据本发明实施例的减少lga器件焊接气泡的方法。
31.根据本发明实施例的减少lga器件焊接气泡的方法包括以下步骤：
32.通过钢网在印制板1上的每个焊盘2上印刷多个离散布置的锡膏3；
33.在至少一个焊盘2上设置锡片4，锡片4与相应焊盘2上的至少一个锡膏3粘接，锡片4的高度大于等于锡膏3的高度；
34.将lga器件贴到印制板1上，lga器件与至少部分锡膏3粘接；
35.对印制板1和lga器件进行焊接。
36.根据本发明实施例的减少lga器件焊接气泡的方法，通过钢网使得每个焊盘2上成型多个离散布置的锡膏3，进而能够在任意相邻锡膏3之间形成排气通道，在对印制板1和lga器件进行焊接时，锡膏3中助焊剂挥发产生的气体可以通过排气通道排出。同时，lga器件贴到印制板1后，锡片4的设置能够增大锡片4附近的排气通道的高度，即增大排气通道的横截面积，由此使得助焊剂挥发产生的气体更有效地排出，进一步降低少锡22、锡珠23、溢锡24、气泡21和连锡25等不良问题的发生几率，lga器件的焊接可靠性更高。
37.需要说明地，lga器件和印制板1优选采用回流焊接，即将lga器件和印制板1放置于热风回流炉内，实现回流焊接。锡膏3中助焊剂的熔点低于锡膏3中焊锡的熔点，锡片4的材质与焊锡的材质相同，助焊剂融化时，锡片4不会一起融化，进而锡片4可有效实现对lga器件的支撑，使得排气通道的维持时间更长，助焊剂挥发产生的气体可更有效地排出。此外，后续每个锡膏3中的焊锡会和锡片4一起融化并融合，以消除排气通道，有效避免焊盘2上气泡21的生成。而且，lga器件贴到印制板1上后，lga器件还与至少部分锡膏3粘接，以避免lga器件发生偏移，进一步保证lga器件的焊接可靠性。
38.在一些实施例中，锡片4嵌入锡膏3并与焊盘2的表面抵接。
39.即锡片4大部分没入锡膏3中并与印制板1上的焊盘2的表面贴合接触，由此在lga器件贴在印制板1并与锡片4的表面抵接时，锡片4实现对lga器件的有效支撑。
40.在一些实施例中，钢网的厚度为0.08mm-0.2mm，锡片4的厚度为0.1mm-0.25mm。
41.钢网的厚度即为锡膏3的厚度，厚度在上述范围内的锡膏3能够在融化后有效消除排气通道，避免气泡21生成的同时，实现lga器件和印制板1的有效焊接。高度在上述范围内的锡片4能够有效增大排气通道的高度的同时，也不会因其厚度较大而影响锡膏3对lga器件的焊接效果。
42.具体地，钢网的厚度可以为0.08mm和0.18mm，相应地，锡片4的厚度可以分别为0.1mm和0.25mm。
43.在一些实施例中，如图3和图5所示，印制板1上的多个焊盘2包括多个沿第一方向间隔排列的多个焊盘组，每个焊盘组包括沿第二方向间隔排列的至少两个焊盘2，第二方向与第一方向垂直，锡片4有至少两个，至少两个锡片4一一对应地设置于至少一个焊盘组中的至少两个焊盘2上。
44.至少两个锡片4能够增大更多区域的排气通道的高度，也便于lga器件与印制板1在至少一个边沿处形成更稳定的间隙，助焊剂产生的气体能够更有效、稳定地排出，lga器件的焊接可靠性更高。
45.具体地，图5中箭头a所示方向为上述第一方向，图5中箭头b所示方向为上述第二方向。每个焊盘组均包括数量相同的多个焊盘2，例如，焊盘组有六个，每个焊盘组包括六个焊盘2，共36个焊盘2与方形的lga器件上的焊盘2一一对应。
46.在一些实施例中，如图3和图4所示，锡片4有两个，两个锡片4分别设置于任意一个焊盘组中位于边缘的两个焊盘2上。
47.由此，lga器件能够以锡片4所在焊盘组为轴与印制板1成角度，进而成型稳定、可靠的排气通道。同时，lga器件总能够与至少一个焊盘组上的锡膏3粘接，进而保证lga器件与印制板1在水平方向的相对固定，两者在移动至热风回流炉时不会发生相对移动，进而lga器件的焊接可靠性更高。
48.具体地，两个锡片4所在的焊盘组为位于边缘的任意一个焊盘组。即两个锡片4分别设置于印制板1的两角位置，此时，lga器件远离两个锡片4的一端处的焊盘2与印制板1远离两个锡片4的一端处的焊盘2通过锡膏3粘接，由此有效避免了lga器件偏移。且此时，如图5所示，lga器件焊接后不具有溢锡24、连锡25和锡珠23这些不良问题。设有锡片4的焊盘2上基本不具有气泡21，锡片4所在的焊盘组中的其余焊盘2，以及邻近锡片4的焊盘组中的焊盘2处生成的气泡21面积也更小，处于另一边缘的焊盘组中的焊盘2处生成的气泡21面积也不会超过焊盘2总面积的50％，由此满足焊接要求，lga器件的焊接可靠度高、合格率高。
49.在一些实施例中，锡片4有三个，三个锡片4设置于任意两个焊盘组中的三个焊盘2上。
50.即三个锡片4可以成三角形布置，以更好地实现对lga器件的支撑，在三个锡片4围绕成型的三角形区域处的排气通道的高度更大，由此进一步降低了气体排出难度，焊盘2上生成的气泡21面积更小。
51.具体地，三个锡片4中，两个锡片4可设置于印制板1的相邻的两角位置，另一个锡片4设置于印制板1的中间位置。
52.或者，三个锡片4也可以设置在同一个焊盘组中的三个焊盘2上。
53.在一些实施例中，焊盘2为方形，每个焊盘2上的锡膏3的数量大于等于四个。
54.锡膏3的数量越多，则单个锡膏3的面积越小，成型的排气通道的数量也越多，由此更便于气体的排出，焊盘2更不易生成气泡21，且生成气泡21时气泡21的面积也更小。
55.具体地，锡膏3有四个并分设于正方形的四角位置。
56.在一些实施例中，每个焊盘2上任意相邻两个锡膏3之间的距离大于0.3mm。
57.由此保证任意相邻两个锡膏3之间形成的排气通道具有足够的横截面积，排气可靠度高，有效避免焊盘2上气泡21的生成。
58.在一些实施例中，锡片4的面积小于焊盘2的面积，锡片4为长条形，锡片4的长度为0.55mm-1.75mm，锡片4的宽度为0.25mm-0.95mm。
59.由此保证锡片4具有足够的体积，以便于排气通道维持地更久。同时，锡片4的面积也不会过大而堵塞相邻锡膏3之间的排气通道，进一步保证排气通道充足。
60.具体地，锡片4没入四个锡膏3中的任意一个内，锡片4的长度可以为0.55mm、1mm和
1.75mm，相应地，锡片4的宽度可以为0.25mm、0.5mm和0.95mm。
61.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
63.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
64.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
65.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
66.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过钢网在印制板上的每个焊盘上印刷多个离散布置的锡膏；在至少一个焊盘上设置锡片，锡片与相应焊盘上的至少一个锡膏粘接，锡片的高度大于等于锡膏的高度；将lga器件贴到印制板上，lga器件与至少部分锡膏粘接；对印制板和lga器件进行焊接。2.根据权利要求1所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，所述锡片嵌入所述锡膏并与所述焊盘的表面抵接。3.根据权利要求1或2所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，所述钢网的厚度为0.08mm-0.2mm，所述锡片的厚度为0.1mm-0.25mm。4.根据权利要求1所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，所述印制板上的多个焊盘包括多个沿第一方向间隔排列的多个焊盘组，每个焊盘组包括沿第二方向间隔排列的至少两个焊盘，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述锡片有至少两个，至少两个所述锡片一一对应地设置于至少一个所述焊盘组中的至少两个所述焊盘上。5.根据权利要求4所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，所述锡片有两个，两个所述锡片分别设置于任意一个所述焊盘组中位于边缘的两个所述焊盘上。6.根据权利要求5所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，两个所述锡片所在的所述焊盘组为位于边缘的任意一个焊盘组。7.根据权利要求4所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，所述锡片有三个，三个所述锡片设置于任意两个所述焊盘组中的三个所述焊盘上。8.根据权利要求1所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，所述焊盘为方形，每个所述焊盘上的所述锡膏的数量大于等于四个。9.根据权利要求8所述的减少lga器件焊接气泡的方法，其特征在于，每个所述焊盘上任意相邻两个所述锡膏之间的距离大于0.3mm。10.根据权利要求8所述的减少lga器件焊接气泡的方法，所述锡片为长条形，所述锡片的长度为0.55mm-1.75mm，所述锡片的宽度为0.25mm-0.95mm；和/或，所述锡片的材质与所述锡膏中焊锡的材质相同。

技术总结
本发明公开一种减少LGA器件焊接气泡的方法，减少LGA器件焊接气泡的方法包括以下步骤：通过钢网在印制板上的每个焊盘上印刷多个离散布置的锡膏；在至少一个焊盘上设置锡片，锡片与相应焊盘上的至少一个锡膏粘接，锡片的高度大于等于锡膏的高度；将LGA器件贴到印制板上，LGA器件与至少部分锡膏粘接；对印制板和LGA器件进行焊接。本发明提供的减少LGA器件焊接气泡的方法具有少锡、锡珠、溢锡、气泡和连锡等不良问题的发生几率低，LGA器件的焊接可靠度高的优点。度高的优点。度高的优点。


技术研发人员：杜媛媛 王娜 李娟
受保护的技术使用者：北京罗克维尔斯科技有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/18