Establishing a High Yield Lead-Free Assembly Process with a Broad Process Window_CN.pdf

Slide 1 如何建立拥有宽工艺窗口的高 良率无铅制程 胡狄 dhu@ Slide 2 供应商预筛选 因为锡膏的供应商很多，所以在实际评估之前缩 小无铅锡膏备选者的范围是必不可少的 Slide 3 典型的铅杂质含量 铅含量必须小于 0.05% Slide 4 不同批次粘度稳定性 Slide 5 其它的注意事项 ? 表面绝缘阻抗 – 测试流程按照J-STD-004 – 进行7天测试来确定助焊剂残留是否会影响电气可靠性 ? 电化学迁移 – 测试流程按照Telcordia GR-78 – 进行21天的电化学迁移测试 ? 针对公司需求评估供应商能力 – 是否有全球支持的能力? – 是否有本地支持的能力? – 是否能满足非标准的需求? Slide 6 ? 钢网寿命 ? 停滞后反应能力 ? 抗多次剪切能力 钢网印刷需求 Slide 7 锡膏钢网寿命 Tack Life -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 0 5 10 15 20 25 30 Time (hrs) D e lt a T a c k F o rc e ( g ra m s /m m 2 ) Brand X Good Paste Slide 8 锡膏停滞后反应能力 Slide 9 锡膏抗剪切稀化能力 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 1 2 3 4 5 Good Paste Bad Paste Slide 10 钢网印刷：无铅偏印的影响 Ref: Belmonte; Speedline Technologies; Equipment Considerations in the Pb-free Process; May 2005 QuickStart Seminar QFP208 Slide 11 钢网印刷：钢网设计 ? 圆形开孔面积比(D/4t) 0.66 ? 方形开孔宽厚比 (w/t) 1.5 ? 最小开孔焊盘比 = 1:1.2 –人们尝试更少的钢网开孔缩小来抵消无铅合 金较差的润湿能力影响 –如果有潜在的塞钢网问题，不推荐使用1:1 开孔 Slide 12 元件贴装 设备必须经过校准，而且贴 装位置精确 否则, 由于无铅合金润湿或者说扩 散能力较弱，加上表面张力 较大，回流之后会导致立碑 和元件歪斜 Slide 13 贴片需求：锡膏粘力 T a c k T e s t 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 0 1 2 4 8 T im e ( H rs ) T a c k ( g /m m 2 ) In d i u m 5 1 A In d i u m 9 2 J In d i u m 2 3 2 -9 9 - 2 In d i u m S M Q 2 3 0 Tack Test 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 1 2 4 8 Time (Hrs) T a c k ( g /m m 2 ) Indium 51A Indium 92J Indium 232-99-2 Indium SMQ 230 T a c k ( g /m m 2 ) T a c k ( g /m m 2 ) Slide 14 无铅回流需求 ? 主要的分析角度为无铅转换过程 ? 主要无铅回流反应变量: – 润湿 – 外观 – 空洞 – 锡球/锡珠 – 立碑 ? 关键评估标准: – 熔点以上时间 (TAL) – 峰值温度 – 烘烤时间 Slide 15 无铅回流曲线变量 Reflow Profile for Indalloy #241 95.5Sn/3.8Ag/0.7Cu 0 50 100 150 200 250 300 0 1 2 3 4 5 Time (Min) T e m p e ra tu re ( C ) MP = ~217 C T e m p e ra tu re ( C ) Soak Zone TAL PEAK Slide 16 无铅回流：氮气的使用 ? 氮气会提高焊点的外观和扩散性能 ? 没有证据表明氮气回流能得到更可靠的 焊点 ? 使用氮气会极大地增加小型被动元件的 立碑缺陷 Slide 17 无铅回流：能量消耗实例 Slide 18 无铅返修 ? 工艺区别 ? 更高的工艺温度=更小的工艺窗口 ? 针对大型元件，无铅返修需要底部加热 ? 无铅工艺返修周期增加 – 大约增加为有铅的两倍 ? 返修是需要使用无铅合金来保证可靠性 ? 一些老式