CN1897793A - 处理和检测通路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种处理与基片(21)连接的通路(10)的方法和检测通路(10)的方法。无铅焊料糊(60)的图案涂加在通路(10)的孔(13)周围。焊糊(60)回流形成通路(10)的焊盘(12)上的无铅焊料的图案，其仅覆盖在焊盘(12)的部分表面区域一部分，焊料糊基本上对称地定位于孔(13)的相对侧面。在回流中产生的焊剂不足以塞住孔(13)。可通过包括共线的第一和第二边缘和具有相对于焊盘(12)上的无铅焊料图案的优选的方位的片状探针探测无铅焊料。

Description

处理和检测通路的方法
技术领域
本发明通常涉及一种处理通路的方法和检测通路的方法。更为特别的是本发明涉及一种用无铅焊料糊处理通路的方法，该无铅焊料糊仅覆盖通路焊盘的一部分表面区域，和一种利用片形探针检测焊盘上的无铅焊料的方法。
背景技术
铅(Pb)是一种众所周知的对人类有毒性的重金属。人体铅中毒可通过皮肤接触，呼吸，食物和含铅的饮料发生。含铅制品例如涂料，铅管系统，和汽油包括在包括美国和欧共同体(EU)的许多国家被禁止。孩子尤其容易铅中毒，并且铅中毒可导致孩子的发育问题，如学习能力缺失，神经损伤，贫血症，生长停滞，行动异常，语言发育的损伤，听力损失，肾损伤，和多动症，在此仅说出一些。一旦铅进入生物系统，几乎不可能除去，因为铅不溶解于水，也不可生物降解，不可能燃烧掉，并且其浓度无法随时间上消耗或衰减。
人类铅中毒的主要来源是通过受含铅制品或材料污染的地下水。例如，垃圾掩埋中经常包含倾倒在垃圾掩埋中的电子产品。那些电子产品包括其上具有利用铅基焊料焊接的组件的电路板。锡(Sn)和铅(Pb)元素是铅基焊料(例如，铅-锡焊料)的主要成份，铅-锡焊料本身就是用于将组件电子连接和结合到电路板上的基本成份。最后，雨水和其它环境因素引起铅-锡焊料中的铅(Pb)溶出到地下水中。
即使铅锡焊料占全世界铅消耗的小部分(＜1％)，电子产品的激增，尤其是被购买接着稍后被丢到垃圾掩埋中的消费电子产品，已经促使许多国家制定法律禁止使用铅锡焊料。例如，日本和欧共体(EU)待出的无铅立法将约束铅基焊料的使用。欧共体的危险物质限制(RoHS)将于2006年7月1日生效。这些对于铅基焊接的限制将不仅仅影响立法国家内的电子制造业，还将影响与这些国家交易商品的电子制造业。在这任意一种情况下，电子工业制造都面临着发展遵守无铅化限制的、在经济上可得的和环境上友好的铅基焊料的替代品。
当前认为无铅焊料是铅锡焊料的替代品。无铅焊料的组合物的例子包括：(1)99.3％的锡(Sn)和0.7％的铜(Cu)；(2)95.5％的锡(Sn)，4.0％的银(Ag)，和0.5％的铜(Cu)；和(3)92.3％锡(Sn)，3.4％的银(Ag)，1.0％的铜(Cu)，和3.3％的铋(Bi)。然而必须克服在无铅化焊接使用上出现的某些实施问题，使采用无铅化焊料制造电子器件在经济上可行的。这样的一个问题在于印刷电路板(PC boards)上的通路在电路测试(ICT)中接触失败率上升。典型的是，印刷电路板包括若干个含在通路焊盘上的无铅焊料中的测试通路。对印刷电路板上的组件进行回流焊接之后，通过检测定位器对这些通路进行探测。该检测需要确保印刷电路板和与其连接的组件合理运行。除了因为焊料残余在再回流之后覆盖通路，并且残余作为绝缘层阻碍探针和通路焊盘上的无铅焊料之间的电接触，通路引出的问题，无铅焊料相对于裸成品金属易于探测。
回到图1a，在先的电路300包括印刷电路板301，该印刷电路板包括用无铅焊料焊接315到位于板301表面301t的焊盘313上的组件(311，321)。虚线轮廓描绘在组件(311，321)之下的部分，该处是无铅焊料回流将组件(311，321)连接到它们各自的焊盘313。组件(311，321)可以是表面安装装置，例如电阻器，电容器，和集成电路。电导迹线312连接组件(311，321)到形成电路300的其它元件(未示出)。通路303是这样一种可以通过电导迹线312连接组件(311，321)的部件。如下所述，无铅焊料糊涂到通路303和焊盘313。无铅焊料糊包括无铅焊料组分和焊剂组分。在回流焊接过程之后，通路303的焊盘302被无铅焊料335s覆盖，通路303的孔305被焊料335s填充。焊料335s包括由焊剂335f盖住并使焊剂凹进其中的一块。焊料335s还用于将组件(311，321)焊接到各自焊盘313上，如315所示。
参照图1b到1e，其通路303具存直径Dv和模板330包括具有直径Ds的孔331，模板作为掩模将前述的无铅焊料糊涂加到通路303。典型地，当无铅焊料用于将组件焊接到印刷电路板上时，通路上一比一成糊的焊料糊(1∶1)通过使用带有孔的模板完成，模板的直径大于或等于通路的直径。相应地，在图1c中，之前的模板330的直径Ds可大于或等于图1b中通路303的直径Dv(也就是Ds≥Dv)。当Ds＞Dv时，通路303的焊盘302的焊糊是作为通路的套糊或套印。
然后孔331的直径Ds如图1f所示完全覆盖通路303的焊盘302，模版330定位于接触电路板301的表面301t，无铅焊料糊335是涂加到模版330上，流经孔331，覆盖在通路303的焊盘302上。接着在回流焊接过程中对于无铅焊料糊335进行加热h。回流使糊335的焊接组件335s变湿，并粘接到焊盘302上。另外，焊料335s的大部分流入通路的孔305内，糊335的焊剂组件335f也流入孔305中。结果，焊料335s填补孔305的大部分，焊剂组件335f汇合到焊料335s的顶端并且塞入孔305中。孔305的栓塞和焊剂组件335f的汇合归因于用于无铅焊料糊335中的焊剂335f的高固体含量和通路303的无铅焊料糊335的前述的1∶1的成糊。
由于1∶1形成糊，过量的焊料糊335涂加在焊盘302上。在回流过程中，焊料糊335中过量的焊料335s流入孔305中。结果，如图1i和1j所示，焊剂335f汇合到孔305内过量焊料的顶部。焊剂335f可与焊盘302表面基本齐平或焊剂335f形成凸形的(也就是在焊盘302的上表面上)或凹形的(也就是在焊盘302的上表面下)圆形顶335fc。在任意一种情况下，被施加压力U接触通路303的探针350的顶端350t，因为焊剂335f引起的阻塞使顶端350t不能穿透足够远进入孔305，不能与焊盘302的焊料335s形成电连接C。因此探针的接触面350c不能与焊盘302上的焊料335s接触，探针350和通路303之间不能建立有效的电连接。而且，典型地在涂加焊料糊335之前通路303被有机可焊性保护层(OSP)覆盖。OSP是低成本涂层，如果被过量糊粘，其防止与通路303的重复接触。
回到图1a，在焊料糊335的回流之后，理想的是对电路板301进行探测，实施电路检测(ICT)确定电路板301的合理功能。然而如图1j所示意，焊剂335f汇聚在孔305内阻止利用探针350进行可靠ICT。本质上，探针350大部分不能与焊盘302上的焊料335s进行良好的电连接。无法重复在电路板301上实施可靠的ICT导致无铅焊料处理的电路板的再测试制造成本的增加，错误刮擦的电路板有关的浪费成本，在包含不良电路板产品的保修期之内增加的责任，次品造成的对于品牌信誉度的负面影响，和检理电路板和用于探测电路板的ICT功能检测器有关的成本。
上述问题的可能解决方案包括使用高成本的电路板加工和运用测试焊盘，而不是测试通路。高成本加工的使用(也就是说电解Ni/Au)不易于大量制造，尤其是低利润消费电子产品。其它值得注意的加工比如锡浸和银浸可能导致触须生长及与触须生长相关的失效机制。与检测通路相对使用检测焊盘具有消耗印刷电路板上珍贵不动产和增加信号网容量的弊端，增加信号网容量可损害信号速度，性能和可靠性。另外解决方案是对电路板进行化学清洗；然而清洗增加制造费用和使用的化学物质产生它们自身的环境问题。
因此需要一种经济可行的用无铅焊料处理通路的方法，该方法防止焊料和焊剂栓塞通路的孔。而且需要一种用无铅焊料处理通路的方法，该方法减少过量糊住通路并减少涂加于通路焊盘的无铅焊料糊的量。最后还需要一种探测无铅焊料处理的通路的方法，该方法对电路检测提供可靠的和可重复的通路检测。
发明内容
一种处理与基片连接的通路的方法，所述基片包括与基片成直线的模板。模板包括具有大量孔和航户的图案。模板连接基片使防护覆盖孔和通路焊盘的第一部分，孔定位位于焊盘的第二部分上。无铅焊料糊涂到模板使无铅焊料糊只印制在焊盘的第二部分。防护(shield)防止无铅焊料糊进入通路的孔内。模板从基片上去除，无铅焊料糊进行回流焊使焊剂通过孔排出，无铅焊料糊仅润湿焊盘的部分表面区域。模板内的孔减少了涂到焊盘上的无铅焊了糊的量，以致于当回流时，基本上糊中的所述的无铅焊了湿润焊盘，糊中的焊剂经孔排出而并不堵塞孔。
一种检测连接基片的通路的方法，基片包括连接通路焊盘的一部分的并定位于通路周围的无铅焊料，包括将检测固定器与基片成直线。检测固定器包括在优选方位上连接在检测固定器上的片状探针，片状探针包括轴，顶端，以及彼此共线的第一和第二边缘。片状探针的优选方位和基片与探测固定器成直线可操作得将第一和第二边缘的一部分进行定位，当片状探针被迫接触无铅焊料时其接触无铅焊料的一部分。通路是经过压迫片状探针接触焊盘上的无铅焊料而进行检测。片状探针可以在电路检测时可靠地并且重复地检测通路。
结合附图，通过实施例说明本发明的原则，本发明的其它方面和优势将在以下纤细的说明书中更为清楚。
附图说明
图1a是描述具有在先无铅焊料方法中被焊剂和无铅焊料堵塞的通路的在先电路的顶视图。
图1b和1c是分别描述在先通路和在先模板的顶视图。
图1d和1e是分别沿图1b和1c虚线I-I和II-II的截面图。
图1f是描述在先的无铅焊料焊糊方法的截面图。
图1g是描述在回流过程中涂加在焊盘和覆盖通路的孔的无铅焊料糊的截面图。
图1h是图1g在回流处理后的通路的截面图，描述了经无铅焊料和汇聚的焊剂堵塞的孔。
图1i是描述图1h通路的顶视图。
图1j是描述在先探针的截面图，探针探测包括被无铅焊料和会聚的焊剂堵塞的孔的通路。
图2是说明处理和可选检测与基片相连的通路的方法的流程图。
图3是说明检测通路的方法的流程图。
图4a是描述与基片相连的通路的顶视图。
图4b是沿图4a虚线I-I的截面图。
图4c和4d分别是通路的顶视图和截面图。
图5a是描述包括包括图案的模板的顶视图，模板包括大量的孔和一个防护。
图5b是沿图5a虚线II-II的截面图
图5c是描述被图案的防护覆盖的通路的孔和通路的焊盘的第一部分和被图案的孔覆盖的焊盘的第二部分的顶视图。
图5d是图案和通路之间尺寸关系的顶视图。
图6a描述与基片成直线模板的截面图。
图6b是描述将无铅焊料糊涂到与基片接触的模板的截面图。
图7a是印在焊盘的第二部分的无铅焊料的顶视图。
图7b是沿图7a虚线III-III的截面图，描述印在焊盘第二部分的无铅焊料糊的回流。
图7c是在回流处理后连接焊盘第二部分的无铅焊料的截面图。
图7d是在回流处理后连接焊盘第二部分的无铅焊料的顶视图。
图8a是描述片状探针的末端角侧视图。
图8b是图8a的正面图，描述片状探针的第一和第二边缘。
图8c是图8b沿虚线V-V的截面图。
图9a是描述与通路焊盘上的无铅焊料相关的片状探针的优选方位的俯视图。
图9b是描述片状探针相对于通路焊盘上的无铅焊料优选方向的顶视图。
图9c是片状探针的第一和第二边缘和通路焊盘上的无铅焊料的接触的截面图。
图10a是描述包括栓体和栓尾的片状探针的轴。
图10b是描述管和定位在管内的图10a的片状探针的截面图。
图10c是图10b定位在容器内的管的截面图。
图10d到10f描述用于将管连接片状探针、使探针定位在优选方位的结构的实施例。
图10g描述将管与容器连接的结构的一种实施例，该容器具有以优选方向设置的探针轴。
图11a是描述将片状探针以优选方位安装在试验定位装置上的实施例的顶视图。
图11b是描述与基片成直线的试验定位装置和检测具有通路焊盘上的无铅焊料的通路的片状探针的截面图。
图12是模板的顶视图，描述将无铅焊料焊在通路焊盘第二部分上的图案。
图13a到13d是描述涂到通路焊盘的第二部分的无铅焊料为长方形状的实施例的顶视图。
图14a到14d是描述涂到通路焊盘的第二部分的无铅焊料为弓形的实施例的顶视图。
图15a到15b是描述涂到通路焊盘的第二部分的无铅焊料的角形的实施例的顶视图。
图15c是用于形成图15b的无铅焊料角形的具有图案的模板顶视图。
图16a到图16b是涂在通路焊盘的第二部分的无铅焊料的复合形状的实施例的顶视图。
图16c是用于形成图16b中描述的无铅焊料的复合形状的具有图案的模板顶视图。
图17a是包括三个孔和一个防护的板版的顶视图。
图17b是使用图17a的防护印有无铅焊料糊的通路焊盘的第二部分的顶视图。
图17c是置于在通路焊盘的三个部分上的无铅焊料的顶视图。
图17d是探测焊盘上无铅焊料发凿形探针的顶视图。
具体实施方式
在以下详细的说明中和若干个附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。
如以说明为目的的附图所示，本发明体现为一种处理与基片连接的通路的方法。该方法包括使模板与基片成一条直线。模板包括具有大量的孔和一个防护的图案。模板与基片连接，使防护覆盖在通路的孔和通路焊盘的第一部分，孔定位在焊盘的第二部分上。无铅焊料糊是用于模板，将无铅焊料印仅印在焊盘的第二部分。防护(shield)防止无铅焊料糊进入通路的孔内。模板从基片上移去，无铅焊料糊回流使焊剂经孔排出，无铅焊料仅润湿焊盘表面的一部分。
本发明还提供一种检测通路的方法，该通路连接基片，包括无铅焊料，其连接部分通路焊盘，定位于通路孔周围。该方法包括使试验定位装置与基片成一条直线。试验定位装置包括以优选方位连接于试验定位装置的片形探针，片形探针包括轴，顶端，第一边缘和第二边缘。第一和第二边缘彼此共线。片形探针的优选方位和试验定位装置与基片成直线是可操作得定位部分第一和第二边缘，当片形探针被压迫接触到无铅焊料时使其接触焊盘上的部分无铅焊料。通过将片形探针压迫接触焊盘上无铅焊料从而检测通路。
参见图2和图4a至图4d，处理连接基片21的通路10的方法100包括步骤103，使模板与基片成一条直线。在图4a中，通路10连接基片21。基片21所用的材料包括但是不局限于用于印刷电路板(PCB)和印刷电路装配(PCA)的材料。另外，基片21可包括一个或更多基准标志22，可使用其便于使模板与基片成一条直线，如下所述。通路10可以是通孔通路(如所描述的)，其中通路的孔13在基片21的上表面21t和下表面21b之间延伸，或者通路10可以是封闭通路(blind via)(未示出)，其中焊盘21仅定位于表面(21t，21b)中的一个，孔31部分延伸入通路10，但是并不在两个表面(21t，21b)之间延伸。
在图4b中，通路10包括孔13，孔13的内表面13s，孔13r的边缘，至少一个焊盘12和外表面15。表面(13s，15)可以连接一个或多个沿基片21的不同平面定位的电导轨迹(未示出)。焊盘12还可以连接一个或多个电迹线(未示出)。通路10可利用在电子技术公知的方法在基片21内形成。而且，无源或有源电子组件(未示出)可以通过前述的电导迹线连接通路10。通路10可以是检测通路，通过检测检测通路从而检验与基片21连接的电路的功能性。
在图4c和4d中，通路10可包括焊盘宽WP，从边缘13r到焊盘12的外缘12e测量，通路直径dV和孔径dH。典型地，孔径dH是指加工孔尺寸(FHS)。对于通孔，通路10的高度hV可典型地大于表面21的厚度t。通路10的实际尺寸将根据应用调节；然而，通路和孔直径的典型范围如下：通路直径dV可在大约20.0密耳到大约60.0密耳的范围内；孔直径dH可在大约8.0密耳到大约40.0密耳的范围内。
回到图5a和5b，模板50包括带有大量孔31和防护33的图案30。孔31在模板50的上表面51t和下表面51b之间延伸。即使防护33如虚线所描述，防护33可由与模板50的相同材料制成，孔31可使用方法如冲压，切割，激光切割，冲孔，或打孔处理形成。与防护33邻接的孔31的边缘31e可与孔13的边缘13r成一条直线，如下所述。模板50可用相同的常用制造模板的材料制成，所述模板用于将无铅焊料糊印制在PCB的焊盘和通路上。模板50还可以包括一个或多个基准标志32，该基准标志可用于便于使模板50与基片21成一条直线，如下所述。
孔31和防护33的形状按应用特定，但不限于这里所述的长方形形状。确定孔31和防护33的形状的因素包括但不限于焊盘12的形状，通路直径dV，孔直径dH，焊盘12的表面加工和印制在焊盘12上的无铅焊料糊的组合物。孔31的形状可包括但不限于长方形，弓形，角形和复合形状。相似的，防护33的形状可包括但是不限于长方形，弓形，角形和复合形状。如下所讨论的，孔31和防护33可以是长方形。
在图5b至5d中，防护33具有宽度WS，选择所述宽度使得当模板50和基片21彼此成一条直线和彼此接触定位时，防护33将定位于孔13上，防护33的宽度WS覆盖孔13和焊盘12的第一部分1p，如图5c中防护33的虚线所描述。相似得，孔31具有宽度WA，选择所述宽度使得当基片21和模版50如图5c中孔31的虚线描述，成一条直线和彼此接触时，孔31定位于焊盘12的第二部分2p上。在图5c和5d中，当模板50和基片21适当地彼此成一条直线和彼此接触时，防护33和孔31的虚线描述图案30和通路10的相对位置的顶视图。
在图5d中，选定孔31的宽度WA使宽度WA大于，小于，或等于焊盘12的宽度WP。相似得，选择孔31的长度HA使长度HA大于，小于，或等于通路10的直径dV。如下所面更详细的描述，孔31的宽度WA和长度HA可选择成实现焊盘12的第二部分2p的无铅焊料的过量胶合，标称胶合或低量胶合。
可选择防护33的宽度WS使宽度WS大于或等于孔13的直径dV。应该选择防护33的宽度WS确保涂加于模板50的无铅焊料不进入穴13。宽度WS优选至少略大于直径dV，作为额外的预防措施防止无铅焊糊进入孔13以及解释模版50和基片21之间的任何校正误差。
现参考图2和图6a，在步骤103时，模板50与基片21成一条直线A，使孔31和防护33定位于P与它们各自的焊盘12和孔13成一条直线。而且在步骤103中成直线对于使将孔31的边缘31e和孔13的边缘13r成直线a仍然是必要的。使用光学的，机械视觉，或其它在电子技术中众所周知的方式使用基准标志(22，32)实现成一条直线，用于定位模板50和基片21彼此之间共线。在成直线之后，模板50和基片21可在压迫U下彼此接触，保持成直线防止在模板50和基21之间的相对移动。
在图6b，步骤105中，模板50连接基片21使防护33覆盖孔13和焊盘12的第一部分1p，孔31定位于焊盘12的第二部分2p上。防护33优选完全覆盖孔13。而且特优选孔31的边缘31e穴13的边缘13r成直线。在步骤105中模板50和基片21彼此保持成直线A，防止在后续的印制过程中孔31和防护33与焊盘12和孔13之间未对齐。
在步骤107中无铅焊料糊60(在后称为焊糊60)是用于模板50从而将焊糊仅印制在焊盘12的第二部分2p上。这就是说，防护33防止(也就是阻止)焊糊60进入孔13或印制在如虚线箭头60b所描述的焊盘12的第一部分，焊糊60流经孔31，印刷在如虚线箭头60f所描述的焊盘12的第二部分2p。如果通路10是通孔通路，那么可以是基片21的两面(21t，21b)上的焊盘12，如图4b所示。然而需要的焊糊60仅用于焊盘12一面上的通路10，从此通路10将被探测(参见图7b的21t)。焊糊60可使用片状探测器69印制在焊盘12上，其移动M穿过模板50挤压焊糊60通过孔31到焊盘12上。沉积在焊盘12上的大量焊糊60根据应用特定，可以依赖于几个因素包括但是不限于所用焊糊60的类型，焊糊60的粘度和模板50的厚度tS(参见图5b)。
在焊糊60印制在焊盘12上后，在步骤109时，模板50从基片21移去。在图7a和7b中，移去模板50后，焊糊60保留在焊盘12的第二部分2p上。在图7a中如果孔31的边缘31e如上所述的与边缘31r成直线a，焊糊60的一部分邻接孔13的边缘13r的一部分。
在图7b中，在步骤111，焊糊60回流。加热基片，如PCB或PCA回流无铅焊料糊的方法是电子技术众所周知的。相应地，回流可能通过加热H焊糊60和/或基片21而实现。在回流中，在焊糊60中的焊剂61(参见虚线箭头)通过孔13排出和无铅焊料62(之后称为焊料62)仅润湿焊盘12的一部分表面，并保留在焊盘12上。不像在先的无铅焊料焊糊过程，通路的焊盘是被1∶1焊接或者焊盘的整体被无铅焊料糊过焊接(也就是＞1∶1)，减少焊糊60的量导致焊料62量的减少和焊剂61的量的减少。因此步骤111中的回流，湿润焊盘12的极少焊料62或没有润湿焊盘的焊料流入孔13内。因此，孔13没有被焊料62填满(也就是没有栓塞住)。另外，减少焊糊60的量也减少焊剂61的量，使在步骤111的回流中流入孔13的大量焊剂61不足以汇集在孔13内或焊盘12周围，其可能覆满焊盘12的边缘12e的周围区域的。
在另一方面，在先的无铅焊料焊糊方法中，过量焊接沉积在焊盘上的过量焊料和产生的焊糊量导致焊剂溢出焊盘的边缘，在此焊剂堆积并可能干扰检测焊盘。相反地，即使在回流中少量的焊料62流入孔13，焊料62的量也不足以填满穴13。结果流入孔13的焊剂61不具备焊料62在其上汇集的基础，焊剂61没有沉积在边缘13r或边缘13r附近，焊剂61不汇聚在焊盘12的边缘12e周围，孔13没在被焊料62或焊剂61阻塞，并且可在电路检测中探测(之后称ICT)。例如，在ICT中，因为孔13没有被焊料62或焊剂61堵塞，探针的顶端可进入孔13，。
在图7c和7d中，在步骤111中回流后，焊料62润湿焊盘12(也就是覆盖和粘接在焊盘12上)。在回流过程中，依赖于如何接近边缘13r，焊料糊60用于焊盘12，当焊料62湿润焊盘12，一些焊料62与边缘13r接触和部分环绕边缘，如图7d中的顶视图所描述。而且焊料62的残余覆盖焊盘12一部分表面。所述表面包括第二部分2p的部分或全部和第一部分1p的部分。相邻和环绕焊接件62的边缘13r的一部分是理想的，因为使焊料62定位于孔13尽可能近的地方，使得探测时与孔13成直线的探针可以如下所述接触焊料62。根据印制在焊盘12上的焊料60的量，焊料糊60的组合物，图案30，和焊料糊60在焊盘12上的位置，焊料62可在回流之后延伸直到焊盘12的边缘12e。另外，表面涂层包括但是不局限于有机焊性保护层(OSP)可暴露在焊盘12。OSP是在板制造过程中用于焊盘12上。
在图7d中，在步骤111的回流之后，回流焊料62是基本上对称定位于孔13的周围，形成焊盘12上焊料62的两个分离的和实质上镜像的部分。关于孔13对称和焊盘12上焊料62的形状可定义为蝴蝶状图案。这种形状称为蝴蝶状图案是因为焊料62是对称定位于孔13的相对侧并且焊料62的分离部分呈现如同蝴蝶翅膀的形状。焊料62相对于孔13的最终对称部分由于孔31相对于防护33的位置。在图5a中孔31优选地对称定位于防护33的相对侧面，使焊料糊60在步骤107涂加焊料糊60之后基本上对称地定位于孔13的相对侧面。然而正如下所述的，图案30可包括多余两个孔31使焊料糊60可涂加于孔13周围多余两个部分的焊盘12，那些部分可基本上绕孔13对称地定位。当大于两个部分的焊料糊60印制在焊盘12上时，将会有大于两个的第一部分1p不被焊料糊60覆盖。
再次参考图2，在步骤111的回流之后，可以想要检测通路10的。检测可以是基片21的部分ICT，其基片21是被测部件(UUT)。相反地，检测通路10在稍晚些时间也是可取的。因此在步骤113需要决定在步骤111回流后检测通路10如所描述的YES分支或晚些时间如NO分支。如果选择NO分支，那么方法100可在步骤115终止。另一方面，如果选择YES分支，那么方法100可在步骤117继续。在描述图2步骤117到119之前，检测通路10的探针将被描述如下。
回到图8a到8c，描述带有如前述的焊料62的蝴蝶图案的用于检测通路10的探针的实施例。在图8a中，片状探针71包括杆75和连接杆75的片状部分71。片状部分71包括顶端74，第一边缘72，和第二边缘73。第一和第二边缘(72，73)彼此共线，如探针轴Ap所示，如图8c所示贯穿第一和第二边缘(72，73)的顶点。而且如图8b所示，第一和第二边缘(72，73)汇聚在顶端74。杆75可先地如图8a所示的朝顶端74的方向变尖。片状探针70可由电导材料制成，例如铜(Cu)，铍铜(BeCu)，铁，不锈钢，镀金(Au)的不锈钢，铝(Al)，或钛(Ti)。
由于无铅焊料62可定位于孔13的相对侧面，焊盘12被防护33掩盖的第一部分1p将不会被焊接件62完全地覆盖。相应地，在步骤111的回流之后，焊料62不覆盖焊盘12第一部分1p的某些部分。在图9a中，在孔13相对侧面的焊料62的基本上对称部分限定了轴AV，其贯穿不被焊料62覆盖的焊盘12区域。当片状探针70检测通路10时，片状部分71的第一和第二边缘(72，73)具有相对于焊料62的优选方位是可取的，使部分第一和第二边缘(72，73)与焊料62接触C(参见图9a中虚线的椭圆形C)。优选方位是测量轴AV和探针轴AP之间的角度Δ。优选探针轴AP是与轴AV基本上正交，使角Δ尽可能接近直角(如90度)。
在回流中沿部分边缘13r润湿焊料62可导致部分焊料62邻接边缘13r。尤其是当焊料糊60如上所述邻接边缘13r时。因此当压迫片状部分71接触焊料62时，第一和第二边缘(72，73)与焊料62之间的接触C是在边缘13r或其附近。在图9b中，即使探针轴AP与轴AV之间稍微没有对齐，如角度Δ1所示，也能达到接触C。如一个实施例中，角度Δ1可以在以图9a中所示的90度的优选角度大约±15度的范围内。
在图9c中描述片状部分71的第一和第二边缘(72，73)的部分在检测通路10时与无铅焊料62接触C。优选得顶端74基本上与轴AH成一条直线，所述轴AH以孔13中心对称，使第一和第二边缘(72，73)接触C无铅焊料62，并且顶端74定位于孔13内。如果顶端74不与轴AH成直线，那么仅边缘(72，73)的一个可接触无铅焊料62。优选两个边缘(72，73)都接触无铅焊料62从而使片状探针70和通路10之间的接触阻力减少到最小，并且确保在ICT时可靠并可重复地检测通路10。
在电子领域内众所周知地片状探针70可以被容纳和保留在桶内。相应地，在图10a中，杆75可包括栓塞体75r，栓塞体具有直径为dR，其小于杆75的直径dS的尺寸。如果杆75的横截面是环形的，则直径dR可成为杆75直径减小的部分。杆75还包括连接栓塞体75r的栓塞尾75p。栓塞尾75p可包括如下所述的适于连接弹簧的部分75f。
在图10b中，桶76包括适于容纳杆75的空腔78和位于空腔78内、并与栓塞尾75p接触的弹簧79。桶76还包括将杆75保持在空腔78内的结构74，使弹簧79被压缩并与栓塞尾75p接触。存在几种实现结构74的方法。例如，杆75可插入空腔78内压缩弹簧79，并且桶76可有意变形(如折边的)，这样使结构74在与栓塞体75r最近的区域减小桶76的尺寸dB，这样使栓塞尾75p接触并被结构74捕获，并且使杆75保持在桶76内，弹簧79被压缩并接触栓塞尾75p。为了提供一个与弹簧79相啮合的平面，部件75f可为平面。选择尺寸dB，使杆75的尺寸dS与空腔78相配而不需要粘合，当刀片71受压与要检测的通路10接触时，杆75可在空腔78内上下移动。
在图10c中，容器90包括适于容纳桶76的空腔92。容器90可包括结构94，该结构使桶76保留在穴92内。作为一个实施例，结构94可以是延伸进空腔92的凹坑，并提供桶76和容器90之间的摩擦安装，使桶76由摩擦保留在容器的空腔92内，但可以通过施加足以将桶76拉出容器90的力将桶76移出。桶76可在容器90内转动，使探针轴Ap具有相对于轴Av的优选方位，并且摩擦配合阻止桶76从该优选方位转开。容器90适于与检测固定器(未示)相连接。该检测固定器可以像用于PCB和PCA的ICT的种类。容器90上的结构98可被用来将容器90保持在适于容纳容器90的检测固定器的钻孔内。例如，结构98能够在钻孔和容器90之间提供摩擦配合。另外，摩擦配合可用来将探针轴Ap定位在前述的优选方位上。容器90的区段96可有助于将电线(未示)连接至容器90上。电线与区段96的连接可通过例如卷曲、绕线或钎焊来实现。桶76和容器90可用与片状探针70相同的导电材料制成。
图10d至10g描述优选方位Δ是如何获得的实例。在图10d中，轴75可包含栓75k，而桶76可包含与栓75k具有互补形状的槽76s。在图10e中，当将轴75插入桶76中而使栓75k与槽76s成一直线时，探针轴Ap会具有相对桶76固定的方位。最好使栓75k对称定位在轴75上，使轴75在桶76中移动时不致粘合在空腔78中(见图10f的剖视图)。
同样地，桶76可包含栓76k而容器90可包含与栓76k具有互补形状的槽90s。当将桶76插入空腔92中而使栓76k与槽90s成一直线时，探针轴Ap会具有相对容器90固定的方位(见图10g)。另外，在图11中，当将容器90以适当方位安装在检测固定器80上时，则探针轴Ap会具有相对轴线Av优选的方位。
例如容器90可被插入检测固定的钻孔80a中，使其结构98(参见图10c)提供在钻孔80a和容器90之间的摩擦配合。容器90然后可在钻孔80a内旋转，使探针轴AP相对于轴线AV到达优选方位。在图11b内，检测固定器80上的一组定位针82可插入基片21上的孔22，使检测固定器80在准备ICT时与基底21对准，并将片状探针70的探针轴Ap与检测的通路10在优选方位Δ对准。
现在参考图11b，其检测固定器80包括在优选方位Δ与检测固定器80连接的片状探针70。回到图2，在步骤117中，检测固定器80和基片21相互对准A。检测固定器80可包括可用于与基片21上的工具孔22相连接的定位针82与使检测固定器80与基底21之间相互对准A。例如，工具孔22可被钻入基片21内，具有与定位针82的直径互补的直径。片状探针70的对准A和优选方位将片状探针70定位从而接触通路10的焊盘12上的焊料62。
在步骤119中，基片21上的通路10通过压迫片状探针70与通路10的焊盘12上的无铅焊料62接触而进行探测。在步骤119的探测过程中应该保持检测固定器80和基片21之间的对准，确保边缘(72，73)保持与焊料62的接触。在探测后，在步骤121中可终止该方法。
在部分方法100中，不需探测经过焊料62处理的通路10。例如，根据方法100处理基片21上的通路10后，基片21可被传送到不同的位置，检测可在稍后的时间内进行。所以，图3描述的检测用焊料62预先处理的通路10的方法200作为部分单独制作过程(也就是仅在图2的步骤103到步骤115中)。在使检测固定器80与基片21相互对准之前可能必须将片状探针70与检测固定器80在优选方位连接。因此，在步骤201中确定片状探针70与检测固定器80在优选方向连接。如果选择YES分支，那么片状探针70与检测固定器80在优选方位连接，如上所述。如果选择NO分支，那么片状探针70早已在优选方位与检测固定器80连接。
在任一种情况下，在步骤205中，检测固定器80与基片21如上所述彼此对准。在步骤207中基片21上的通路10通过压迫片状探针70接触通路10的焊盘12上的无铅焊料62进行检测。在步骤207中的探测过程中保持检测固定器80与基片21彼此对准以确保边缘(72，72)与焊料62接触。在探测后，方法终止在步骤209。
翻到图12，模板50可包括具有不同形状的孔31和防护33的图案30。例如，在模板50的左边的图案30包括具有长方形的孔31和防护33；反之，在模板50右边的图案30包括弓形的孔31和长方形的防护33。弓形可以是例如具有半径为Rc的部分圆形，部分椭圆形，或部分卵形。
在图13a到13d，描述步骤109后但是步骤111之前四个通路10具有它们各自的在经过无铅焊料糊60长方形图案处理的焊盘12。在图13a和13c中，焊料糊60印制在焊盘12上，其量导致焊盘12的过量焊糊，因为焊料糊60延伸到焊盘12的边缘外(如边缘12e)但没有覆盖焊12的整体，如显示在焊料糊60下的部分焊盘12的虚线所示。在过量焊糊中，在边缘12e外的部分焊料糊60被印制在基片21的表面21t上。在图13b中，为了形成长方形，将额定焊糊量的焊料糊60是印在焊盘12，焊料糊60延伸到焊盘12的边缘但不越过那些边缘。相反得，在图13d中，将低于焊糊量的焊糊60印在焊盘12上，因为焊料糊60整体位于焊盘12的边缘内，并嵌入在那些边缘内。而且，尽管在某些应用中希望焊料糊60邻接边缘13r，可在其它的应用中涂邻接是不理想的。相应得，在图13d中，焊料糊60不邻接边缘13r。
在图14a到14d中，焊盘12经焊料糊60的弓形图案处理。而且，图14a和14b描述焊盘12的过量焊糊，图14c描述焊盘12的额定焊接，和图14d描述焊盘12的不足焊糊。
在图15a和15b中，焊盘12用焊料糊60的角形图案进行焊糊，图15a焊料糊60在焊盘12形成三角形和图15b在焊盘12形成V形图案。然而两个焊盘12是焊料糊60的不足焊接。图15c中描述用于形成图15b焊盘12上焊料糊60的具有图案20的模板500。孔31和防护33都具有角形形状。
在图16a和16b中，焊盘12焊接具有复合形状的焊料糊60。复合形状包括但不限于长方形，弓形，线形，非线形和角形的任何组合。图16c描述用于形成16b焊盘12上的焊料糊60的具有图案30的模板50。孔31和防护33都具有复合形状。图16a还描述另一个焊糊60不邻接边缘13r的实施例。
即使前述讨论的实施例中焊料62的两个分离部分定位在穴13周围并接触焊盘12，本发明不限于焊料62的两个分离部分。在图17a中，模板50包括具有三个孔31和一个防护33的图案30。在图17b中，涂加后在步骤107，焊盘12包括位于设置在焊盘12上并位于孔13周围的三个分离部分上的焊料糊60。在图17c中，回流焊接后在步骤111，焊料62的三个分离部分在焊盘12的一部分上，并位于孔13的周围。焊料62可以或可以不邻接边缘13r。在图17d中，栓塞柱151(如所描述得层叠在焊盘12上)可包括具有三个边缘151(如虚线所示)的凿子形栓塞柱端，在栓塞柱150检测通路10时其与焊料62接触。优选，三个边缘151会聚的顶端153与通路10的孔13的轴AH对准。
回到图7d中，回流之后在步骤111，焊料62润湿焊盘12，优选得焊料62的一部分邻接边缘13r。优选，选择模板50的图案30使足以润湿焊盘12、形成焊料62的两个分离部分的最小量的焊料糊60印制在焊盘12上。由于在回流过程中流入孔13内的焊剂61的量减少，足以润湿焊盘12的焊料62的量也减少，焊糊60的最小量为理想选择。因此，参考图13a到图16c如上描述的关于前述的焊接图案，将最小量的焊料糊60印制在焊盘12上的优选顺序是不足焊糊图案，接着是额定焊糊图案。
即使本发明的几个实施例已被披露和阐述，发明不限于如此描述和阐述的部件的特定形式或配置。本发明仅被权利要求所限制。

Claims (23)

1.一种处理与基片连接的通路的方法，包括：
将模板与基片对准成直线，
模板包括具有大量孔和防护的图案；
将模板与基片连接，使防护覆盖穴孔和通路的焊盘的第一部分，并且将孔定位在焊盘的第二部分上；
将无铅焊料糊涂到模板上，从而仅在第二部分印制焊糊，防护防止焊料糊进入孔内；
从基片上除去模板；并且
回流焊料糊，使焊剂流经孔排出，无铅焊料的分离的部分定位在孔的周围，并且仅润湿焊盘的部分表面区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在涂加时，孔的边缘与通路的孔的边缘对准。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在涂加后，无铅焊料糊的一部分邻接通路的孔的边缘。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在回流之后，无铅焊料包括定位在孔周围的无铅焊料的两个分离部分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，无铅焊料基本上对称地定位于孔的对侧面上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在焊盘上的无铅焊料形成蝴蝶图案。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，焊盘包括有机可焊性防腐剂的表面涂层。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，涂加包括在通路的边上的焊盘的焊糊，通路将在此被检测。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，孔对称地定位在防护周围。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，孔包括的形状选自长方形，弓形，角形，和复合形状。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，防护包括的形状选自长方形，弓形，角形，和复合形状。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，印制在第二部分上的糊的量选自过量糊、正常量糊和不足量糊。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在回流之后，无铅焊料糊在焊盘上的位置选自与孔的边缘的一部分邻接的位置、从孔的边缘插入的位置、延伸至焊盘的边缘的位置、以及从焊盘的边缘插入的位置。
14.一种根据权利要求1所述的方法的用无铅焊料处理的通路。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括，在回流之后：
将检测固定器与基片对准成直线，
检测固定器包含以优选方位连接至检测固定器的片状探针，该片状探针包含轴和与轴连接的刀片，该刀片具有顶端、第一边缘及第二边缘，第一和第二边缘彼此是共线的；以及
操作优选方位和对准，将第一和第二边缘定位使之与无铅焊料的一部分接触；
通过强制片状探针与无铅焊料接触来检测通路。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，片状探针的优选方位和检测固定与基片的对准的操作，使第一边缘和第二边缘以与无铅焊料的轴线大致正交的方位定位。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，在检测期间，顶端和第一第二边缘的一部分在通路的孔内定位。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，检测包括在电路测试方法。
19.一种检测与基片连接的通路的方法，该通路包含无铅焊料的分离部分，该无铅焊料连接至通路的焊盘的一部分并且定位在通路的孔的周围，所述方法包括：
将检测固定器与基片对准成直线，
检测固定器包含以优选方位连接至检测固定器的片状探针，该片状探针包含轴和与轴连接的刀片，该刀片具有顶端、第一边缘及第二边缘，第一和第二边缘彼此是共线的；以及
操作优选方位和对准，将第一和第二边缘定位使之与无铅焊料的一部分接触；
通过强制片状探针与无铅焊料接触来检测通路。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，片状探针的优选方位和检测固定与基片的对准的操作，使第一边缘和第二边缘以与在焊盘上的无铅焊料的轴线大致正交的方位定位。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，还包括在对准之前，将片状探针以优选方位连接至检测固定器。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，在检测期间，顶端和第一第二边缘的一部分在通路的孔内定位。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，检测包括在电路测试方法。
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