CN111390314A - 一种fmc器件组装工艺的改进方法 - Google Patents

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谷岩峰
赵少伟
刘绪弟
冯守庆
侯星珍
谢伟
敖庆
向川云
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Abstract

本发明涉及电子行业中的装配制造组装领域，公开了一种FMC器件组装工艺的改进方法，该改进方法从以下四个方面进行改进：1、分别在FMC器件引脚和印制板焊盘上各设置一个测温点；2、调整热风回流焊接时的填充气体成分；3、调整印刷焊膏使用量的范围；4、控制回流炉的温度，使回流炉底部温区温度比顶部温区温度高5‑15℃。本发明可有效解决由于焊接过程中焊料向FMC元器件引脚上爬升而造成的芯吸现象，以及相邻两芯吸焊点焊料粘连引起焊点短路等问题，可有效的降低成本，提高质量和可靠性。

Description

一种FMC器件组装工艺的改进方法
技术领域
本发明涉及电子行业中的装配制造组装领域，尤其涉及一种一种FMC器件组装工艺的改进方法。
背景技术
FMC连接器是一种新型的封装结构，焊端自带预置固态焊料，其引脚在贴装后距离PCB焊盘有一定高度，是一种高速多引脚的互联器件，广泛应用于板卡对接的设备中；目前FMC器件组装焊接依然沿用传统BGA器件组装焊接的工艺方法，未针对其引脚因预置焊料末端与印制板焊盘存在高度差的特点提出针对性的组装工艺方法；FMC器件在组装过程中存在焊接环节存在时焊料向元器件引脚上爬升，引起焊点芯吸、开路、短路等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种满足FMC连接器组装高可靠性、高直通率、高效率要求的工艺改进方法，本方法通过调整焊膏量、回流焊接温度曲线设置、回流焊接气氛成分、优化焊料润湿行为等，解决由于焊接过程中焊料向FMC元器件引脚上爬升，造成芯吸现象，相邻两芯吸焊点焊料粘连引起焊点短路等现象。
本发明采用的技术方案如下：一种FMC器件组装工艺的改进方法，所述改进方法包括以下内容：
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，在FMC连接器引脚上设置第一测温点，在印制板焊盘上设置第二测温点；优化设置引脚上下温区温度差，优化后元器件引脚与印制板焊盘焊接时同时达到回流焊温度，保证了焊料融化时在焊盘与引脚上同步润湿铺展，最终形成良好焊接焊点。
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，调整热风回流焊接填充气体的成分。
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，调整印刷焊膏的使用量范围；在一定范围内控制印刷焊膏使用量，可以提高焊膏印刷效果。
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，回流炉底部温区温度比回流炉顶部温区温度高5-15℃。
进一步的，所述第一测温点和第二测温点之间的温差小于3℃，使得焊料在FMC器件引脚表面张力及润湿角与印制板焊盘保持一致，减缓焊料由印制板焊盘向FMC器件引脚流动。
进一步的，所述调整回流焊接填充气体成分包括以下内容：将氮气含量控制在800-1000ppm之间或者直接填充空气进行回流焊接，增加焊料向引脚湿润时间，改变融化后的焊点形态最终获得良好焊接焊点。
进一步的，所述调整印刷焊膏的使用量范围包括：增加印刷焊膏使用量或者减少印刷焊膏使用量；在一定范围内增加焊膏使用量，可以获得良好的焊接点，在一定范围内减少焊膏使用量，可以获得良好的焊接效果。
进一步的，选择增加印刷焊膏使用量进行焊接时，所述印刷焊膏使用量的范围为(0.166872，0.169637)mm3。当印刷焊膏使用量位于该范围内时，在熔融焊料表面张力与重力作用下，焊点几何曲率半径增加、焊点液滴邦德数增加。
进一步的，所述印刷焊膏在印刷时，使用的印刷网板的开口设计为0.89mm直径圆形，印刷网板的厚度为0.25mm。使用印刷网板印刷焊膏，方便快捷。
进一步的，选择减少印刷焊膏使用量进行焊接时，所述印刷焊膏使用量的范围为(0.042421，0.0043295)mm3。当印刷焊膏使用量位于该范围内时，焊点几何曲率半径增大，熔融焊料内外部压力差减小，印刷焊膏熔融后向FMC器件引脚爬升的动力降低。
进一步的，所述印刷焊膏在印刷时，印刷网板的开口设计为0.64mm直径圆形，印刷网板的厚度为0.12mm。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
可有效解决由于焊接过程中焊料向FMC元器件引脚上爬升而造成的芯吸现象，以及相邻两芯吸焊点焊料粘连引起焊点短路等问题。本发明可有效的降低成本，提高焊接质量与焊接可靠性。
附图说明
图1是本发明焊接时的整体示意图。
图2是本发明FMC器件引脚与印制板焊盘焊点结构示意图。
图3是焊料湿润空间限制示意图。
图4是增加焊膏使用量对焊点连接行为影响的示意图。
图5是减少焊膏使用量对焊点连接行为影响的示意图。
附图标记：1-FMC器件本体、2-印制板、3-FMC器件引脚、4-FMC器件自带焊料、5-焊膏、6-印制板焊盘、7-FMC器件引脚上端阻焊点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明提供一种FMC器件组装工艺的改进方法，该方法主要包括以下内容：
1、基于温度设计优化进行改进。
印制板焊盘设计时因功能的差异分为电源、地、信号等属性，如图2中的印制板焊盘，每个焊盘所连接的电路铜的质量有较大差异，一般来说电源、地连接的铜质量相对较大，信号脚连接的铜质量相对较少；由于每个引脚所连接的铜质量有差异，有传热学原理可知焊接热熔与焊盘所连接的铜质量成正比，当焊盘所连接铜质量不同时温度升高的速度有差异，即在回流焊接时不同焊盘实时温度不相同。
因此，本发明在热风回流焊接时对回流焊接温度设置进行调整，通过在图1中FMC连接器引脚与印制板焊盘上各设置一个测温点，优化设置上下温区温度差，优化后元器件引脚与印制板焊盘焊接时同时达到回流焊温度，保证了焊料融化时在焊盘与引脚上同步润湿铺展，最终形成良好焊接焊点。
在设计热风回流焊接设备焊接温度曲线时，需保证FMC器件引脚上的测温点与印制板焊盘上的测温点之间的温差要小于3℃，使得焊料在FMC器件引脚的表面张力及润湿角与印制板焊盘保持一致，减缓焊料由印制板焊盘向FMC器件引脚流动。
同时，热风回流焊接设备的温度曲线设置实施时，设置焊膏融化温度区间，要求回流炉的底部温区温度比顶部温区设置高5-15℃。
2、基于不同回流焊接填充气体进行改进。
如图2所示，FMC器件引脚上自带有焊料，在焊接时，加热膏状的焊膏和FMC器件引脚上的自带焊料，两者融合为一体，形成熔融焊料，完成焊接。
对于FMC器件焊点液态熔融时，其形态受润湿角、表面张力及重力影响，在氮气作用下焊料的润湿角、润湿力和润湿时间都有明显的变化；一般情况下润湿角可变化40％，润湿力可增长3％-5％，润湿时间降低15％。由于MC连接器引脚上端阻焊位置材料和表粗糙阻焊原因，导致不润湿；在氮气环境中加大引脚下端润湿力情况下，导致焊点加快与不可焊接的上端接触，将带来焊料形态的变化；如图3所示在相同焊料体积条件下，由于润湿角不同，FMC器件自带焊料侧面轮廓曲率将由大变小，在焊点结构空间固定的情况下，与印制板焊盘脱离，引起芯吸短路。
因此本发明在使用热风回流焊接时，通过调整回流焊接填充气体成分，将氮气含量控制在800-1000ppm或着直接采用填充空气进行回流焊接，增加焊料向引脚润湿时间，改变融化后的焊点形态最终获得良好焊接焊点。
3、基于增大焊膏使用量进行改进。
由于FMC焊点的特殊结构，焊料的润湿空间被限制在焊盘与引脚可焊区域的固定区域内。因此本发明通过不断增加印制板印刷焊膏量，如图4所示，当焊膏量增加到一定范围时，在熔融焊料表面张力与重力作用下，焊点几何曲率半径增加、焊点液滴邦德数增加，由于图1中FMC器件引脚上端阻焊点阻挡住熔融焊料向上填充，所以熔融焊料只能与底部焊盘接触，随着回流焊接的进行，焊盘温度升高，焊盘与液态的熔融焊料铺展润湿形成金属间化合物，获得良好的焊接焊点。
在基于增大焊膏使用量的情况下进行焊接时，印刷网板的开口设计为0.89mm直径的圆形，印刷网板的厚度设计为0.25mm。
印刷焊膏的使用量范围为(0.166872，0.169637)mm3，建议印刷焊膏使用量均值设置在0.168254mm3。
4、基于减小焊膏使用量进行改进。
对于FMC焊点，在印制板上印刷的焊膏与FMC器件引脚自带焊料熔融时形成液滴，其液滴内部与外部压力行为受液滴表面几何曲率影响符合拉普拉斯定律。如图5所示，按拉普拉斯定律液滴状的熔融焊料内外部压力差与曲率半径成反比，当减少焊膏量时，曲率半径增大，熔融焊料液滴内外部压力差减小，熔融焊料向引脚爬升的动力降低。因此本发明在现有焊膏使用量设计基础上，通过减小焊膏使用量，影响熔融焊料曲率，减少焊料向引脚爬升动力，在固定空间实现焊盘与引脚之间连接并获得良好的焊接效果。
在基于减小使用量的情况下进行焊接时，印刷网板开口设计为0.64mm直径的圆形，印刷网板的厚度设计0.12mm。
印刷焊膏的使用量范围为(0.042421，0.0043295)mm3，建议印刷焊膏使用量的均值设置在0.042858mm3。
基于上述4项改进点，本发明的改进后的组装工艺可以提高FMC连接器的可靠性，且满足高直通率组装要求。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，所述改进方法包括以下内容：
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，在FMC连接器引脚上设置第一测温点，在印制板焊盘上设置第二测温点；
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，调整热风回流焊接填充气体的成分；
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，调整印刷焊膏的使用量范围；
在FMC器件引脚进行热风回流焊接时，回流炉底部温区温度比回流炉顶部温区温度高5-15℃。
2.根据权利要求1所述的一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，所述第一测温点和第二测温点之间的温差小于3℃。
3.根据权利要求1所述的一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，所述调整回流焊接填充气体成分包括以下内容：将氮气含量控制在800-1000ppm之间或者直接填充空气进行回流焊接。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，所述调整印刷焊膏的使用量范围包括：增加印刷焊膏使用量或者减少印刷焊膏使用量。
5.根据权利要求4所述的一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，选择增加印刷焊膏使用量进行焊接时，所述印刷焊膏使用量的范围为(0.166872，0.169637)mm3。
6.根据权利要求5所述的一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，所述印刷焊膏在印刷时，使用的印刷网板的开口设计为0.89mm直径圆形，印刷网板的厚度为0.25mm。
7.根据权利要求4所述的一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，选择减少印刷焊膏使用量进行焊接时，所述印刷焊膏使用量的范围为(0.042421，0.0043295)mm3。
8.根据权利要求7所述的一种FMC器件组装工艺的改进方法，其特征在于，所述印刷焊膏在印刷时，印刷网板的开口设计为0.64mm直径圆形，印刷网板的厚度为0.12mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113319454A (zh) * 2021-04-29 2021-08-31 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种表贴自带固态焊料连接器焊端焊料预置方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990008616A1 (en) * 1989-01-30 1990-08-09 Motorola, Inc. Improved bond connection for components
US20060081680A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-20 Kayoko Yoshimura Desoldering wick for lead-free solder
CN205309504U (zh) * 2016-01-12 2016-06-15 深圳市大创自动化设备有限公司 一种回流焊炉氮气浓度监测系统
CN110280862A (zh) * 2019-07-25 2019-09-27 昂纳信息技术（深圳）有限公司 一种器件管脚的焊接系统及其方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990008616A1 (en) * 1989-01-30 1990-08-09 Motorola, Inc. Improved bond connection for components
US20060081680A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-20 Kayoko Yoshimura Desoldering wick for lead-free solder
CN205309504U (zh) * 2016-01-12 2016-06-15 深圳市大创自动化设备有限公司 一种回流焊炉氮气浓度监测系统
CN110280862A (zh) * 2019-07-25 2019-09-27 昂纳信息技术（深圳）有限公司 一种器件管脚的焊接系统及其方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘英 等: ""SBGA器件焊点缺陷原因分析及工艺改进"", 《电子工艺技术》 *
魏昊: "《SMT生产系统实用技术》", 31 May 2015, 煤炭工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113319454A (zh) * 2021-04-29 2021-08-31 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种表贴自带固态焊料连接器焊端焊料预置方法

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