CN110653447A - 一种回流焊的方法及所用的盖板 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种回流焊的工艺方法及在上述工艺中使用的盖板，该盖板包括引脚遮挡区和晶振遮挡区，引脚遮挡区位于至少一个引脚的上方并贴紧该至少一个引脚，晶振遮挡区位于晶振元件上方并部分遮挡晶振元件的顶部，晶振元件的顶部与晶振遮挡区的底部留有安全距离。使用上述盖板既可遮盖含有晶振元件的组件的引脚在回流焊中不被飞溅的焊料污染，又可确保晶振元件在回流焊过程中的受热及散热不受盖板的影响，保证位于晶振元件底部的焊料可以按照既定的参数进行回流焊工艺流程。

Description

一种回流焊的方法及所用的盖板

技术领域

本申请涉及一种半导体技术领域，尤其涉及一种回流焊的方法及所用的盖板。

背景技术

SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mount Technology的缩写)，称为表面贴装或表面安装技术，是目前电子组装行业里流行的一种技术和工艺。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(简称SMC/SMD，中文称片状元器件)安装在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。产品在回流过程时，锡膏中的焊料在高温的情况下会出现沸腾的现象，导致部分焊料飞溅到引线框引脚打线区域。正常使用锡膏采用SMT工艺的产品，会在回流后,使用清洗机将残留在产品上的焊料清洗掉。

因为清洗机产生的超声会破坏晶振的频率，含有晶振的产品(在本申请中简称为“晶振组件”)在完成回流焊工艺后，不能使用清洗机清洗，这导致焊料会残留到产品的引脚或引脚区，严重影响接下来的键合邦线工序作业，对产品可靠性存在较大的风险。现有为改善晶振组件的引脚污染问题，通过选择低溅射的锡膏或焊料和调整回流炉参数来降低被引脚污染的比例，但也不能从根本上解决晶振组件的引脚污染问题

发明内容

针对在SMT的回流焊工艺中晶振组件的引脚区易受污染的技术问题，本申请提供一种盖板，用于在回流焊工艺中防止晶振组件的引脚被焊料污染，所述晶振组件包括晶振元件和至少一个引脚，所述盖板包括引脚遮挡区，在所述盖板处于所述回流焊工艺的工作位置时，所述引脚遮挡区位于所述至少一个引脚的上方并贴紧所述至少一个引脚，以保护所述至少一个引脚在回流工艺中不与焊料接触。

更优地，所述盖板还包括晶振遮挡区，所述晶振遮挡区位于所述晶振元件上方并部分遮挡所述晶振元件的顶部，所述晶振元件的顶部与所述晶振遮挡区的底部留有安全距离。

更优地，所述晶振元件被所述晶振遮挡区遮挡的面积占所述晶振元件顶部面积的25％至33％。

更优地，所述晶振元件的顶部与所述晶振遮挡区的底部留有的安全距离大于所述晶振元件在所述盖板盖合方向上的高度的三分之一。

更优地，所述至少一个引脚为多个引脚，所述多个引脚组成镀银引脚区。

更优地，所述晶振遮挡区为半槽型结构，所述半槽型结构包括一个平面槽底和三个与所述平面槽底垂直连接的槽壁，所述三个槽壁与所述晶振元件在所述盖板盖合方向上平行。

更优地，所述晶振遮挡区为半弧形顶结构。

更优地，所述盖板还包括定位装置，用以在回流焊工艺中固定所述盖板与所述晶振元件的相对位置。

或所述盖板包括限位孔，所述限位孔用于安装限位钉来固定盖板。

更优地，所述盖板还包括手持区，方便所述盖板的装取。

更优地，所述盖板的厚度为2-3毫米。

相应地，本申请还提供了一种晶振组件的回流焊工艺方法，所述晶振组件包括晶振元件和与所述晶振元件相连的至少一个引脚，所述方法包括：使用一盖板遮盖并贴紧所述至少一个引脚，以保护所述至少一个引脚在回流工艺中不与焊料接触。

更优地，本申请所提供的回流焊工艺方法，使用了如上述方案中任一方案所述的盖板。

本申请提供的上述盖板及回流焊工艺方法，用于晶振组件在SMT的回流焊工艺中，当盖板盖合在工作位置时，引脚遮挡区可与晶振组件的引脚区紧密贴合，尤其是与镀银引脚区紧密贴合，以确保沸腾的焊料不会溅入到镀银引脚区从而引发后续的产品失效，从而提高晶振组件的质量；由于晶振元件通常和引脚区相邻，晶振遮挡区的设计进一步阻挡了焊料在回流焊过程中的向其他引脚引线区的飞溅，且部分遮挡的设计确保晶振元件在回流焊过程中的受热及散热不受盖板的影响，保证位于晶振元件底部的焊料可以按照既定的参数进行回流焊工艺流程；而且晶振元件的顶部与晶振遮挡区的底部留有的安全距离保证了晶振元件在回流焊过程中由于焊料融化及凝固而产生的高度方向的位移不会被盖板阻挡，从而避免盖板对晶振元件的接触可能引发的晶振元件受损。

附图说明

图1所示为一组晶振组件实施例在回流治具上安装分布图；

图2是图1中一周期性排列的晶振组件的放大图；

图3所示为将本申请所提供的盖板实施例安装于图1所示的回流治具上的工作位置的正视图；

图4所示为图3所示的处于工作位置的盖板在晶振元件上的截面视图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请使用的“顶部”方向或“上”，具体是指盖板盖合方向的反向。

随着电子行业的发展，电子产品的功能完整化及尺寸小型化追求，以前使用的穿孔插件元件已不能满足实际的需求，表面贴片安装技术(即SMT)由于其组装密度高、组装成的产品体积小、重量轻、可靠性高，抗震能力强等优点逐渐成为流行的组装工艺。SMT工艺主要包括印刷、贴片、回流焊接、检修等工艺步骤。

图1所示为一种在SMT工艺中等待进入回流焊接步骤的晶振组件在回流治具上的安装分布示意图，在该回流治具上周期性地排列着多个晶振组件，该晶振组件包括晶振元件及相关的引脚。图1所示的晶振组件的引脚为多个。本申请所述的晶振组件是指包含有晶振元件的电子的统称。图2是图1中任一周期性排列的晶振组件(如图1中圈示的区域Q)的放大图，如图2所示，该晶振组件包括晶振元件51及引脚区52，引脚区52内包含多条引脚，如图2所示的引脚1至14。引脚区52即为产品的引脚打线区域，用于产品以后的封装连接。为了进一步优化电学连接，提高引脚的导电性和耐腐蚀性，通常会将引脚区52中全部或部分引脚端部作镀银处理，如图2所示的引脚2至13号，以形成镀银区53(图2中阴影线所示区域)，作为后续工艺中主要的键合邦线作业区。在SMT工艺的回流焊接步骤中，为完成晶振元件的安装，通常将焊料填充于晶振元件的底部，并将全部产品组件放置于回流炉中进行焊接过程。焊料可包括锡膏及其他助焊剂。位于晶振元件底部的焊料在高温的情况下会出现沸腾的现象，导致部分焊料飞溅到引线框或引脚打线区域。通常回流焊接的产品，会在回流后,使用清洗机将残留在产品上的焊料清洗掉，因晶振组件不能使用清洗机清洗(清洗机的超声波会破坏晶振元件的频率)，导致焊料残会留到产品上，尤其是残留在镀银区的焊料，会严重影响后续的键合邦线工序作业，对产品可靠性存在巨大的风险。

为避免上述沸腾的焊料飞溅到引脚区，尤其是飞溅到镀银区，在本申请中采用一种盖板配合盖合在图1所示的回流治具上，以在SMT的回流焊接工艺中保护相应的引脚区不受焊料的污染。具体而言，如图3所示，该盖板30包括晶振遮挡区31和引脚遮挡区32；在所述盖板配合所述回流治具处于所述回流焊工艺的工作位置时(即盖合时)，引脚遮挡区32位于该晶振组件的引脚区52的镀银区53的正上方并贴紧所述镀银区53，以保护处于所述镀银区53的引脚在回流焊接工艺中不与焊料接触。

由于回流焊接工艺是对产品上的元器件——如电容、晶振、电阻等——进行焊剂融化再凝固的过程，不涉及对产品的引脚或引线区域的焊接操作，因此，在本申请中，与产品镀银区53紧密贴合的引脚遮挡区32虽然会对位于镀银区53内的引脚(即引脚2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13)在回流焊接工艺中的升降温等温度变化速率及最终温度有所影响，但该影响不会对上述引脚的后续工艺产生负面效应，且由于其有效地防止了焊料对上述引脚2至13的飞溅污染，尤其提高了镀银区53的引脚质量，方便后续的打线连接工艺，提高产品的质量。

为了进一步遮挡晶振元件51底部的焊料在高温时沸腾对周边引脚区(如图2所示的引脚1、14)的污染，本申请提供的盖板还设置了晶振遮挡区31用以遮盖晶振元件11。在所述盖板处于所述回流焊工艺的工作位置时(即盖合时)，图3所示的盖板30中的晶振遮挡区31位于晶振组件的晶振元件51上方并部分遮挡所述晶振元件51。通常晶振元件51的形状是顶部为平面的长方体或圆柱体，如图4所示，该晶振遮挡区31为一半槽型结构，该半槽型结构的底面41为平面，底面41被三面槽壁42、43、44垂直环绕。晶振元件51底部的焊料在回流焊接过程中需要充分地吸收外部回流室的热量以在设定的时间内完成焊料熔化焊接的过程，且焊料要在接下来设定的降温时段内冷却凝固下来，为保证上述焊料的吸放热过程不会明显地受到遮盖在晶振元51上方的晶振遮挡区31的影响，如图3所示，本申请提供的晶振遮挡区31应部分地遮盖晶振元件51。在本申请中，晶振遮挡区31对晶振元件51的遮盖面积占晶振元件51的顶部面积的25％-33％，既可保证焊料在不改变现有的回流焊接工艺参数前提下表现良好的焊接效果，又可保证晶振遮挡区31的槽壁42、43、44有效防止焊料在熔化沸腾时对引脚1、14的污染。

如图4所示，晶振遮挡区31的底面41与晶振元件51的顶面设置有安全距离d。晶振元件51在回流焊接的过程中，填充在晶振元件51底部的焊料会随着温度的先升高再降低进行从熔化至凝固的过程，相应地，晶振元件51会在焊料等焊料融化至凝固的过程中发生高度方向的位移，因此安全距离d的设置是为了保证晶振元件51在上述位移过程中不会碰撞接触到盖板30的晶振遮挡区31的底面41，从而造成晶振元件51的撞击失效。在本申请中，安全距离d的设计为不小于晶振元件51高度的三分之一，且为保证良好的防溅射的遮盖效果，安全距离d应不大于晶振元件51的本身高度。如晶振元件51的高度为0.75毫米，则安全距离d可设计为不小于0.25毫米，如0.45毫米。

值得注意的是，晶振遮挡区31设置为三面平面槽壁42、43、44垂直于底面41环绕的半槽型结构仅为本发明的一种优选实施方式，本领域的技术人员由熟知，三面槽壁与底面可呈伞状分散；而且晶振遮挡区21的底面及槽壁面都非必要的为平面，如弧面连接的半弧形顶结构等其他构型的晶振遮挡区21均可达到与本申请所提供的实施例相同的作用，也都在本申请所描述的晶振遮挡区的保护范围内。

进一步地，在一可选的实施例中，为了在回流焊接过程中，紧密地固定盖板30与回流治具20的相对位置，以保证不必要的相对位移损害晶振组件，在本申请提供的盖板30上设置了定位装置。如图1、2所示，在盖板30和回流治具20上设置了多个定位孔111以加装定位钉。类似的，还可使用其他惯用的定位装置，如螺栓或螺钉与螺母配合，或定位夹等，都属于本申请所描述的定位装置。

进一步地，在一可选的实施例中，为了方便盖板30的拿取，盖板30的两侧可设置手持区38，如图2所示，该手持区设置为半椭圆形。

进一步地，在一可选的实施例中，盖板30的材料为合成石。由于合成石材料具有优异的加工性能，易于制造复杂设计结构；且合成石具有优异的高温机械性能和较低的热传导率，在回流室中可防止盖板30随室腔温度变化产生膨胀或收缩等尺寸变化。

更优地，为方便在回流室内装取盖板30和回流治具20，在一可选的实施例中，上述盖板30的厚度设计为2-3毫米。

相应地，本申请还提供了一种晶振组件的回流焊工艺方法，所述晶振组件包括晶振元件和与所述晶振元件相连的至少一个引脚，所述方法包括：使用一盖板遮盖并贴紧所述至少一个引脚，以保护所述至少一个引脚在回流工艺中不与焊料接触。

更优地，所述盖板为上述任一实施例所描述的盖板。

关于上述回流焊工艺方法的实施例可参照上述盖板实施例的相应描述，在此不作赘述。

所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种盖板，用于在回流焊工艺中防止晶振组件的引脚被焊料污染，所述晶振组件包括晶振元件和至少一个引脚，其特征在于，所述盖板包括引脚遮挡区，

在所述盖板处于所述回流焊工艺的工作位置时，所述引脚遮挡区位于所述至少一个引脚的上方并贴紧所述至少一个引脚，以保护所述至少一个引脚在回流工艺中不与焊料接触。

2.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于所述盖板还包括晶振遮挡区，所述晶振遮挡区位于所述晶振元件上方并部分遮挡所述晶振元件的顶部，所述晶振元件的顶部与所述晶振遮挡区的底部留有安全距离。

3.根据权利要求2所述的盖板，其特征在于，所述部分遮挡所述晶振元件，所述晶振元件被所述晶振遮挡区遮挡的面积占所述晶振元件顶部面积的25％至33％。

4.根据权利要求2所述的盖板，其特征在于，所述安全距离大于所述晶振元件在所述盖板盖合方向上的高度的三分之一。

5.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述至少一个引脚为多个引脚，所述多个引脚组成镀银引脚区。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的盖板，其特征在于，所述晶振遮挡区为半槽型结构，所述半槽型结构包括一个平面槽底和三个与所述平面槽底垂直连接的槽壁，所述三个槽壁与所述晶振元件在所述盖板盖合方向上平行；或

所述晶振遮挡区为半弧形顶结构。

7.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述盖板还包括定位装置，用以在回流焊工艺中固定所述盖板与所述晶振元件的相对位置，或

所述盖板包括限位孔，所述限位孔用于安装限位钉来固定盖板。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的盖板，其特征在于，所述盖板还包括手持区，方便所述盖板的装取；或

所述盖板的厚度为2-3毫米。

9.一种晶振组件的回流焊工艺方法，所述晶振组件包括晶振元件和与所述晶振元件相连的至少一个引脚，其特征在于，所述方法包括：使用一盖板遮盖并贴紧所述至少一个引脚，以保护所述至少一个引脚在回流工艺中不与焊料接触。

10.如权利要求9所述的回流焊工艺方法，其特征在于，所述盖板为权利要求1至8中任一权利要求所述的盖板。

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