CN111243940A - 一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，包括步骤1，先将助焊剂刷涂在表贴面阵列器件的引脚上，然后将附着有助焊剂的表贴面阵列器件在100℃～140℃下热处理1min～2min，得到热处理后的表贴面阵列器件；步骤2，将热处理后的表贴面阵列器件中残留的助焊剂去除后，得到引脚去氧化的表贴面阵列器件。本发明适用于BGA及CCGA封装器件，有效去除BGA焊球及CCGA焊柱上的氧化物，处理后焊球及焊柱明亮无异物，提高了焊球及焊柱的可焊性，消除了质量隐患，从源头上解决了BGA及CCGA器件因引脚氧化问题导致的军用电子产品组装失效，对表贴面阵列器件及BGA焊球、CCGA焊柱无损伤，具有较强的普适性。
Description
技术领域
本发明属于电子元器件安全可靠技术领域，具体为一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法。
背景技术
BGA器件和CCGA器件均属于表贴面阵列器件，其引脚为由Sn-Ag-Cu焊料或Sn-Pb焊料组成的球状及柱状阵列式引脚，其引脚节距通常在1.27mm以内。在实际生产过程中，该类器件的测试、筛选、转运及存储过程中均可能将器件引脚暴露在空气环境中而发生氧化，使引脚表面发暗甚至有明显异物色泽。引脚发生氧化的BGA及CCGA器件焊接后，极易发生虚焊或焊点高空洞率的现象，而该类器件焊点在器件底部，焊接后焊点不可见且难以修复，对产品组装可靠性有极大的影响。
由于该类器件球状及柱状引脚表面形状特殊、引脚材料较软且其节距小，因此很难使用常规方法进行去氧化处理。目前，常见的去氧化处理方法为：第一，引脚搪锡，该方法仅适用于引线式引脚及焊盘式引脚，对于引脚为Sn-Ag-Cu焊料或Sn-Pb焊料的BGA及CCGA器件会损坏引脚；第二，对氧化端面打磨，该方法仅对较平的端面有效，对于球状及柱状阵列式引脚的BGA及CCGA器件难以实施，且该方法存在损伤引脚的风险；第三，重植焊球或焊柱；该方法是目前普遍采用的方法，将存在氧化或引脚损伤的BGA或CCGA器件引脚清理后重新植球或植柱，但是该方法不仅成本高、周期长，还会使器件多次承受高温，尤其会使塑封BGA器件发生翘曲变形而影响引脚共面度，从而影响器件可焊性。
因此，为了快速无损地去除BGA及CCGA器件引脚的氧化物，需要提出新工艺途径，从本质上有效改善器件组装的可靠性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，提高引脚的可焊性，增强器件的组装可靠性和产品可靠性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，包括以下步骤，
步骤1，先将助焊剂刷涂在表贴面阵列器件的引脚上，然后将附着有助焊剂的表贴面阵列器件在100℃～140℃下热处理1min～2min，得到热处理后的表贴面阵列器件；
步骤2，将热处理后的表贴面阵列器件中残留的助焊剂去除后，得到引脚去氧化的表贴面阵列器件。
优选的，所述的步骤1中，助焊剂为松香基助焊剂。
优选的，步骤1中附着有助焊剂的表贴面阵列器件从室温开始加热至所述的热处理温度，升温速率为0.5℃/s～2℃/s。
优选的，步骤1中，使用防静电毛刷将助焊剂刷涂在表贴面阵列器件的引脚上。
优选的，步骤1中，当所述的表贴面阵列器件为塑封器件时，先烘干排潮处理后再刷涂助焊剂。
优选的，步骤2中热处理后的表贴面阵列器件在所述温度下降至室温后去除残留的助焊剂。
进一步，热处理后的表贴面阵列器件的降温速率为1℃/s～4℃/s。
优选的，所述的步骤2中，将热处理后的表贴面阵列器件浸泡于酒精中，使用防静电毛刷刷去引脚上的残留助焊剂，之后自然晾干，得到引脚去氧化的表贴面阵列器件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，对表贴面阵列器件的引脚进行助焊剂的刷涂并在使助焊剂活化的温度下对其进行热处理，使助焊剂与表贴面阵列器件引脚上的氧化物充分作用，活化后的助焊剂会与引脚表面的氧化物发生氧化还原反应，最终达到去除BGA及CCGA器件引脚氧化物的效果；本发明适用于BGA及CCGA封装器件，有效去除BGA焊球及CCGA焊柱上的氧化物，处理后焊球及焊柱明亮无异物，提高了焊球及焊柱的可焊性，消除了质量隐患，从源头上解决了BGA及CCGA器件因引脚氧化问题导致的军用电子产品组装失效，整个过程温度可控，对表贴面阵列器件及BGA焊球、CCGA焊柱无损伤，该方法能够满足不同尺寸的BGA及CCGA封装器件的引脚去氧化要求，操作简单，具有较强的普适性。
进一步的，升温速率为0.5℃/s～2℃/s，能避免升温速率过快而造成的热冲击或者因器件内部结构不同而温差过大，升温速率过慢则会影响效率。
进一步的，降温速率为1℃/s～4℃/s，能避免降温速率过快而造成温度冲击或者因器件内部结构不同而温差过大，降温速率过慢则会造成高温阶段时间过长。
附图说明
图1为本发明所举实施例中塑封BGA器件引脚去氧化的流程图。
图2为当前焊柱严重氧化的CCGA器件。
图3为本发明所举实施例所使用的温度曲线。
图4为应用本发明所述工艺去氧化处理后的CCGA焊柱。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，在保证器件不受高温冲击的基础上，通过对BGA焊球或CCGA焊柱刷涂助焊剂，使用再流焊炉在助焊剂活化的温度下对器件引脚去氧化，去除BGA及CCGA器件引脚氧化物，提高引脚的可焊性，整个过程温度可控，不会对器件及焊球、焊柱造成损伤，增强器件的组装可靠性和产品可靠性的目的。
一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，通过再流焊炉对引脚刷涂助焊剂后的器件进行加热，助焊剂为松香基助焊剂，主要成分是松香，其升温速率、最高温度及降温速率等都处于可控状态，要求从室温开始加热，升温速率为0.5℃/s～2℃/s，为了避免升温速率过快而造成热冲击或者因器件内部结构不同而温差过大，该温度范围也是所有器件回流焊时标准要求的升温速率，为了避免降温速率过快而造成温度冲击或者因器件内部结构不同而温差过大，降温速率为1℃/s～4℃/s，下降至室温，100℃以上持续时间为60s～120s，助焊剂的活化温度在120℃～130℃，考虑不同器件的差异，温度要大于130℃，是为了让所有引脚上的助焊剂都能充分活化，但最高温度不超过140℃，为了能够保证助焊剂活化的情况下尽可能让峰值温度低一些，降低温度可能造成的损伤。该过程不会造成器件本体及焊球焊柱的损伤。上述温度范围远低于焊球与焊柱的熔点，通常材料为Sn63Pb37或Sn20Pb80时为183℃，材料为Sn96.5Ag3Cu0.5时为217℃，材料为Sn10Pb90时为275℃，且升温速率及降温速率均满足器件回流焊接的标准要求，属于标贴元器件必须能耐受的温度条件，因此不会对器件本体及焊球焊柱造成损伤。
为了更清楚的理解本发明，以下结合附图进一步详细说明本发明的实施例。
以塑封BGA器件为例，本发明表贴面阵列器件引脚去氧化的流程如图1所示，若器件为塑封器件，需按照标准及器件手册要求在过回流焊炉前进行烘干排潮处理，对于某焊柱严重氧化的CCGA器件，引脚去氧化前的CCGA焊柱如图2所示，使用防静电毛刷将助焊剂刷涂于需要进行去氧化处理的器件引脚上，将器件引脚朝上放置于载物托盘中，按照设定好的如图3所示的温度曲线过再流焊炉，该曲线中最大升温速率为1.68℃/s，最大降温速率为2.35℃/s，100℃以上持续时间为106s，峰值温度为132.62℃，然后对器件进行酒精清洗和晾置。将器件浸泡于酒精中，使用防静电毛刷清洗引脚上的残留助焊剂，清洗后放置于载物托盘中自然晾干，引脚去氧化后如图4所示，通过对比发现，去氧化后焊柱明显明亮无异物，效果明显，对处理后的器件可存储于氮气干燥柜中或直接使用。
Claims (8)
1.一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1，先将助焊剂刷涂在表贴面阵列器件的引脚上，然后将附着有助焊剂的表贴面阵列器件在100℃～140℃下热处理1min～2min，得到热处理后的表贴面阵列器件；
步骤2，将热处理后的表贴面阵列器件中残留的助焊剂去除后，得到引脚去氧化的表贴面阵列器件。
2.根据权利要求1所述的一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，所述的步骤1中，助焊剂为松香基助焊剂。
3.根据权利要求1所述的一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，步骤1中附着有助焊剂的表贴面阵列器件从室温开始加热至所述的热处理温度，升温速率为0.5℃/s～2℃/s。
4.根据权利要求1所述的一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，步骤1中，使用防静电毛刷将助焊剂刷涂在表贴面阵列器件的引脚上。
5.根据权利要求1所述的一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，步骤1中，当所述的表贴面阵列器件为塑封器件时，先烘干排潮处理后再刷涂助焊剂。
6.根据权利要求1所述的一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，步骤2中热处理后的表贴面阵列器件在所述温度下降至室温后去除残留的助焊剂。
7.根据权利要求6所述的一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，热处理后的表贴面阵列器件的降温速率为1℃/s～4℃/s。
8.根据权利要求1所述的一种表贴面阵列器件引脚去氧化的方法，其特征在于，所述的步骤2中，将热处理后的表贴面阵列器件浸泡于酒精中，使用防静电毛刷刷去引脚上的残留助焊剂，之后自然晾干，得到引脚去氧化的表贴面阵列器件。
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