预成型焊片工艺的应用
大功率半导体激光器热沉技术研究
大功率半导体激光器热沉技术研究作者:芦鹏,刘国军来源:《无线互联科技》2019年第23期摘要:文章选取AuSn过渡热沉替代原来的In焊料,克服了In焊料引起的器件寿命使用偏低、针对激光器结温影响大等缺点,并对过渡热沉的结构设计和焊接工艺做了进一步研究,设计出新型AuSn过渡热沉的焊装结构。
经过结温—漏电流测试可以得到更为优良的散热效果,外推寿命从6 134 h提高到20 363 h,提高了器件的可靠性。
关键词:大功率半导体激光器;AuSn;过渡热沉;结温现如今,大功率半导体激光器获得迅速发展,在各种占空比下,其峰值功率越来越高,连续工作时功率越来越大。
改善大功率半导体激光器的散热是提升半导体激光器大功率可靠性与寿命的关键因素之一,并一直是人们关注的焦点之一[1]。
激光器的工作寿命强烈依赖于激光器的工作温度及热阻。
在大功率半导体激光器的商业应用过程中,始终伴随着各种热阻的改善。
本文针对管芯焊接工艺中散热不良的问题,对原有的热沉结构进行改良,设计制备了新型AuSn材料作为过渡热沉结构。
1 半导体激光器芯片热沉技术芯片焊接是关系半导体激光器电阻特性与热特性的关键工艺,直接影响器件的可靠性和工作寿命。
半导体激光器的散热直接关系到制作半导体激光器性能的好坏和成败。
目前,半导体激光器最主要的散热方式是通过热沉散热。
随着半导体激光器功率的逐渐提高,处于长时间工作状态的激光器对于芯片与热沉之间的热膨胀系数匹配性、导热性、导电性等性能有了进一步要求,激光器芯片与热沉的粘结工艺成为热沉技术的关键。
采用激光器硬焊料成为将来的发展趋势,新型的AuSn(80%Au +20%Sn)焊料是目前大功率激光器应用的热点,而AuSn焊料作为过渡热沉,使用时的焊层结构是AuSn焊料研究中的难点[2]。
现在焊装大功率半导体激光器时采用金锡预成型片(过渡热沉片),预成型片能够确保焊料的精确用量和准确位置,以达到在最低成本情况下获得最佳质量[3]。
真空回流焊工艺实践
真空回流焊⼯艺实践1空洞率对产品可靠性的影响随着电⼦产品的功能不断增强,印制电路板的集成度越来越⾼,器件的单位功率也越来越⼤,特别是在通信、汽车、轨道交通、光伏、军事、航空航天等领域,⼤功率晶体管、射频电源、LED、IGBT、MOSFET 等器件的应⽤越来越多,这些元器件的封装形式通常为 BGA、QFN、LGA、CSP、TO 封装等,其共同的特点是器件功耗⼤,对散热性能要求⾼,⽽散热焊盘的空洞率会直接影响产品的可靠性。
贴⽚器件在回流焊接之后,焊点⾥通常都会残留有部分空洞,焊点⾯积越⼤,空洞的⾯积也会越⼤;其原因是由于在熔融的焊料冷却凝固时,焊料中产⽣的⽓体没有逃逸出去,⽽被“冻结”下来形成空洞。
影响空洞产⽣的因素是多⽅⾯的,与焊膏选择、器件封装形式、焊盘设计、 PCB 焊盘表⾯处理⽅式、⽹板开孔⽅式、回流曲线设置等都有关系。
由于受到空洞的影响,焊点的机械强度会下降,⽽且热阻增⼤,电流通路减⼩,会影响焊点的导热和导电性能,从⽽降低器件的电⽓可靠性。
研究表明,电⼦产品失效约有 60% 的原因是由温度升⾼造成的,并且器件的失效率随温度的升⾼呈指数趋势增长,温度每升⾼ 10℃失效率将提⾼⼀倍。
在 IPC-A-610、IPC7095、IPC7093 等规范中,对于 BGA、BTC 类封装器件的焊点空洞进⾏了详细描述,对于可塌落焊球的 BGA 类器件,规定空洞率标准为 30%,⽽其它情况均没有明确标准,需要制造⼚家与客户协商确定;对于⼤功率器件的接地焊盘,⼀些⾼可靠性产品的⽤户对空洞率的要求往往会⾼于⾏业标准,进⼀步降低到10%,乃⾄更低。
因此,对于如何减少此类 SMT 器件焊点中的空洞,是提升产品质量与可靠性的关键问题之⼀。
⾏业内⽬前有多种解决⽅案,如采⽤低空洞率焊膏、优化 PCB 焊盘设计、采⽤点阵式⽹板开孔、在氮⽓环境下焊接、使⽤预成型焊⽚,等等,但最终的效果并不不是很理想,针对⼤⾯积接地焊盘,但很难将空洞率稳定控制在 10% 以下。
焊缝成形工艺和作用
电弧热对熔池的作用
力对熔池尺寸的影响
熔池受到各种力的作用,包括电弧的静压力和动 压力、熔滴金属对熔池的冲击力、熔池金属的重 力、熔池金属的表面张力、熔池金属所受电磁力 等。
在焊接电弧的作用下熔池表面凹陷,液态金属被 排向熔池尾部,使熔池尾部的液面高出工件表面, 凝固后高出部分成为焊缝的余高。
大功率电弧高速焊时,强大的电弧力把熔 池金属猛烈地排到尾部,并在那里迅速凝 固,熔池金属没有均匀分布在整个焊缝宽 度上,形成咬边。这种现象限制了焊速的 提高。
采用双弧焊或多弧焊是可行的解决方法。
焊接工艺参数对焊缝尺寸的影响
电流的种类和极性影响到工件上热量输 入的大小,也影响到熔滴过渡的情况以 及熔池表面氧化膜的去除等,因此会影 响到焊缝的尺寸。
焊条药皮成分的影响与焊剂有相似之处。
焊接工艺参数对焊缝尺寸的影响
保护气体(如Ar、He、N2、CO2等)的成分也 影响电弧的极区压降和弧柱的电位梯度。导热 系数大的气体和高温分解的多原子气体,使弧 柱导电截面减小,电弧的动压力和比热流分布 等不同,这些都影响到焊缝的成形。
焊接工艺参数对焊缝尺寸的影响
焊瘤是由填充金属过多引起的,与间隙和坡 口尺寸不合适、焊速低、电压小或者焊丝伸 出长度大等因素有关。
焊缝成形
为了确定焊缝横截面的轮廓形状,定义熔
合比 为母材金属在焊缝中的横截面面积
与焊缝横截面面积之比
= Fm / (Fm + FH )
坡口和熔池形状改变时,熔合比都将发生 变化。在碳钢、合金钢和有色金属的电弧 焊接中,可通过改变熔合比的大小,调整 焊缝的化学成分,降低裂纹的敏感性,提 高焊缝的机械性能。
焊接电流增大时(其它条件不变), 焊缝的熔深和余高都会增大,而熔宽 变化不大(或略为增大)。
真空共晶炉(真空回流焊)
真空共晶炉(真空回流焊)产品原理真空焊接系统相对于传统的回流焊系统,主要使⽤真空在锡膏/焊⽚在液相线以上帮助空洞排出,从⽽降低空洞率。
因为真空系统的存在,可以将空⽓⽓氛变成氮⽓⽓氛,减少氧化。
同时真空的存在也使得增加还原性⽓氛可能性。
真空去除空洞在⼤⽓环境下,液态状态下的锡膏/焊⽚中的空⽓⽓泡/助焊剂形成的⽓泡也处于⼤⽓⽓压下。
当外界变为真空环境,两者之间的⽓压差可以让在液态锡膏/焊⽚中的⽓泡体积增⼤,与相邻的⽓泡合并,从⽽最后到达表⾯排出。
随后⽓压恢复,残留其中的剩余⽓泡会变⼩继续残留在体系中。
从⼯业⽣产的⾓度⽽⾔,有以下⼏点需要指出:绝对的⾼真空(某些⼚家宣称的10 -n mbar)理论上来说确实可以更⼤程度的减少空洞率,因为压⼒差是⽓泡排出的驱动⼒。
然后抽⾼真空需要极长的时间,在实际⽣产中需要考虑。
另外⾼于液相线的时间也需要考虑。
⽽且事实由于⽣产腔体的材料表⾯不是完全平整,会吸附⼀些⽓体和液相物质,达到绝对的⾼真空从某种程度上来说是理论可能。
在实际应⽤中真空度⼀般在100Pa-500Pa就可以有效的排出焊料中的⽓泡,降低空洞率。
绝对的0%空洞率不可能达到,在⽣产中⽆法保证完全去除每⼀个⽓泡。
⼀般来说所谓低空洞率的要求是总空洞率<3%,最⼤空洞<1%。
氮⽓⽓氛真空系统的加⼊可以让腔体在抽真空之后加⼊氮⽓⽓氛,在传统的回流焊之中也有涉及。
但是需要指出以下⼏点:氮⽓的加⼊是排出空⽓中的氧⽓,防⽌氧化,在回流炉的开放环境中,并不能完全排出O2的可能⾏。
⾏业认为需要将氧含量降⾄100ppm以下可以保证⽆氧化的可能。
密闭的氮⽓环境更合适器件焊接烧结。
⾦属的氧化,除了有空⽓中氧⽓的存在,温度也极为重要。
所以在应⽤氮⽓保护之时,应当保证器件温度降⾄⼀定温度下,才能接触空⽓与氧⽓接触。
⽐如,IGBT模块的DBC焊接,应当保证Cu表⾯温度升⾄50C以上以及焊接后表⾯温度下降⾄50C之前保证在N2环境下才能完全避免氧化。
_QFN空洞解决方案
预成型焊片‐‐‐‐QFN元件空洞解决方案瞿艳红铟泰科技有限公司随着电子行业小型化多功能化发展的趋势,越来越多的多功能,体积小的元件应用于在各种产品上,例如QFN, LGA类元件。
QFN是四侧无引脚偏平封装,呈正方形或矩形,电极焊盘布置在封装底面的四侧,实现电气连接,在封装底部中央有一个大面积裸露焊盘用来导热。
这种封装具有良好的电气性能和散热性能,这主要是因为封装底部的大面积焊盘起散热作用,为了有效地将热量从元件传送到PCB上,在PCB上安装QFN元件的位置,必须设计相应的散热焊盘和散热过孔。
焊盘的面积大,提供可靠的焊接,过孔提供散热途径。
但由于焊接时,散热过孔和大面积焊盘上的锡膏中的助焊剂产生的气体会向外逸出,形成较大的空洞率(如图一空洞率为30%‐40%)。
业界对QFN空洞从钢网,炉温,锡膏上进行了各种优化,效果均不理想。
如何降低QFN元件空洞以保证产品的可靠性,铟泰公司将它业界领先的预成型焊片(Preform)技术应用于QFN接地焊盘以降低空洞。
由于空洞主要与助焊剂出气有关,那么是否可采用低助焊剂含量的焊料?在下面实验中,我们采用相同合金成份的预成型焊片preform‐‐‐SAC305,1%助焊剂,焊片尺寸与散热焊盘的相近,其比例为0.89:1,对比锡膏中11.5%的助焊剂,在散热焊盘上采用预成型焊盘,也就是用preform替代锡膏,期待以通过降低助焊剂的含量来减少出气来得到较低的空洞率。
在钢网开孔上,对于四周焊盘并不需要进行任何的更改,我们只需对散热焊盘的开孔方式进行更改,如下图所示,散热焊盘只需要在四周各开小孔以固定焊盘即可(如图二)。
在回流曲线方面,我们依照实际生产线上的曲线,不做任何更改,过炉后通过x‐ray检测看QFN元件空洞,如下图三所示,空洞率为3~6%,单个最大空洞才0.7%左右。
图一图二图三通过上述我们看到,使用预成型焊片可以有效地减少空洞,这主要是因为,与锡膏比较,预成型焊片的助焊剂含量降低了5倍。
焊接预热方案
焊接预热方案焊接预热是指在进行焊接作业前,通过加热来提高工件温度的方法。
焊接预热可以改善焊接工艺的稳定性和焊缝的质量,而且还可以减少焊接应力、防止冷裂纹的生成。
本文将介绍焊接预热的原理、适用条件以及预热方案的制定。
1. 焊接预热的原理焊接过程中,由于快速加热和冷却引起的温度梯度和残余应力会导致焊接缺陷的产生,例如冷裂纹、变形等。
焊接预热可以通过提高工件温度来减少焊接过程中的温度梯度,减轻激发焊接缺陷的风险,提高焊接接头的强度和韧性。
2. 焊接预热的适用条件焊接预热并不是所有焊接工艺都需要进行,只有在特定的情况下才需要进行焊接预热。
以下是焊接预热适用的条件:2.1 高碳等合金钢高碳等合金钢具有较高的碳含量,焊接过程中易产生冷裂纹。
为了减少冷裂纹的风险,预热是必要的。
2.2 厚板焊接焊接厚板时,由于焊接热输入较大,冷却速度较慢,易产生较大的残余应力。
通过预热可以增加工件温度,减小焊接过程中的温度梯度,降低残余应力。
2.3 低温环境在低温环境下进行焊接作业时,工件温度可能较低,容易导致冷裂纹的生成。
通过预热可以提高工件温度,减少冷裂纹的风险。
3. 焊接预热方案的制定根据不同的焊接工艺和材料特性,制定合适的焊接预热方案非常重要。
以下是制定焊接预热方案时需要考虑的因素:3.1 材料类型不同材料对焊接预热的要求不同,例如高碳等合金钢需要较高的预热温度,而低碳钢可以较低的预热温度。
3.2 厚度焊接厚板时,由于焊接热输入较大,需要增加预热温度和预热时间,以确保焊接过程中温度的均匀性。
3.3 环境温度低温环境下进行焊接作业时,需要增加预热温度和预热时间,以确保工件温度达到合适的水平,减少冷裂纹的风险。
4. 实施焊接预热在制定好焊接预热方案后,需要按照以下步骤进行实施:4.1 清洁工件在进行焊接预热前,首先需要确保工件表面干净,除去油污和灰尘等杂质,以免影响焊接接头的质量。
4.2 加热工件根据预热方案,选择合适的加热设备,对焊接工件进行加热。
预成型焊片工艺流程
预成型焊片工艺流程英文回答:Preform soldering is a common process used in various industries, including electronics manufacturing. It involves the use of preformed soldering components, also known as solder preforms, to join two or more metal surfaces together.The process of preform soldering typically involves the following steps:1. Surface preparation: The metal surfaces that are to be joined together are first cleaned and prepared. This involves removing any dirt, grease, or oxide layers from the surfaces. This can be done using various methods, such as chemical cleaning, mechanical cleaning, or plasma cleaning.2. Preform placement: The solder preforms are thenplaced between the metal surfaces that need to be joined. The preforms are usually made of a solder alloy, which has a lower melting point than the metal surfaces being joined. This allows the solder to melt and flow between the surfaces, creating a strong bond.3. Heating: The preform and the metal surfaces are then heated to a temperature above the melting point of the solder alloy. This can be done using various methods, such as a soldering iron, a hot plate, or a reflow oven. The heat causes the solder to melt and flow, creating a liquid phase that wets the metal surfaces.4. Bond formation: As the solder melts, it wets the metal surfaces and forms a bond between them. The liquid solder fills any gaps or voids between the surfaces, creating a strong and reliable joint. The solder also forms a metallurgical bond with the metal surfaces, further enhancing the strength of the joint.5. Cooling and solidification: Once the solder has formed the desired joint, the assembly is allowed to cooldown. As the solder cools, it solidifies and hardens, permanently locking the metal surfaces together. Thecooling process can be accelerated using various methods, such as air cooling, water cooling, or forced convection.Preform soldering offers several advantages over other soldering methods. It allows for precise control of the solder volume and placement, ensuring consistent andreliable joints. It also reduces the risk of solderbridging or short circuits, as the preforms are pre-shaped and pre-sized. Additionally, preform soldering can beeasily automated, making it suitable for high-volume production.中文回答:预成型焊片是一种常见的工艺流程,在各个行业,包括电子制造业中广泛应用。
金Sn焊料属性
* 温度范围为 20°C 到 250°C。 钎 焊 温 度 适 中 : 钎 焊 温 度 仅 比 它 的 熔 点 高 出 20 ~ 30C ( 即 约 300 ~ 310C)。在钎焊过程中,基于合金的共晶成分,很小的过热度就可以使合 金熔化并浸润;另外,合金的凝固过程进行得也很快。因此,金锡合金的 使用能够大大缩短整个钎焊过程周期。金锡合金的钎焊温度范围适用于对 稳定性要求很高的元器件组装。同时,这些元器件也能够承受随后在相对 低一些的温度利用无铅焊料的组装。这些焊料的组装温度大约在 260 C。 高强度:在室温条件下,金锡合金的屈服强度很高。即使在 250~260C 的 温度下,它的强度也能够胜任气密性的要求。材料的强度与一些高温钎焊材 料相当,但是钎焊过程可以在相对低得多的温度下完成。 无需助焊剂:由于合金成份中金占了很大的比重(80 %),材料表面的氧 化程度较低。如果在钎焊过程中采用真空,或还原性气体如氮气和氫气的混 合气,就不必使用化学助焊剂。 具有良好的浸润性,而对镀金层又无铅锡焊料的那种浸蚀现象。金锡合金
6
作为一种钎焊料,金锡合金也用于倒装芯片焊接。在倒装芯片焊接中,由 于器件有源区与基板连接,金锡合金的优良导热和导电性就显得尤为重要。另 外,金锡合金预成型片也应用于微波系统组装和其它领域。随着金锡合金优良性 能和其预成型片的优点越来越被人们认识,它在封装领域中的应用将变的更加广 泛及重要。
激光二极管芯片 镍/金镀层 金锡预成型片 散热片(铜)
(221C)要高很多, 它不能和广泛用于电子封装的有机材料在同一温度下配合 使用。然而,金锡钎焊料对于一些特殊的、同时要求机械及导热性能好以获得高 可靠性的应用来说却是最好的选择。这些应用包括气密封盖、光电子封装工艺中 的射频和隔直流粘接、激光二极管管芯粘接等。
先进焊接技术在制造中的应用分析
先进焊接技术在制造中的应用分析在现代制造业中,焊接技术作为一种关键的连接工艺,发挥着至关重要的作用。
随着科技的不断进步,先进焊接技术不断涌现,为制造业带来了诸多优势和变革。
先进焊接技术具有许多传统焊接方法所无法比拟的优点。
首先,在焊接质量方面,先进焊接技术能够实现更精确、更稳定的焊缝,减少焊接缺陷的产生。
例如,激光焊接技术凭借其高能量密度和高精度的特点,可以在极小的区域内实现快速、深熔焊接,从而获得高质量的焊缝,提高焊接接头的强度和可靠性。
其次,先进焊接技术在提高生产效率方面表现出色。
自动化的焊接系统,如机器人焊接,能够实现连续、高效的焊接操作,大大减少了人工干预和生产周期。
相比传统手工焊接,机器人焊接不仅速度更快,而且能够在恶劣环境下长时间稳定工作,从而显著提升了生产效率。
再者,先进焊接技术在材料的适应性方面也有了很大的突破。
对于一些特殊材料,如高强钢、钛合金、铝合金等,先进焊接技术能够有效地解决焊接过程中的热影响区问题,保证材料的性能不受影响。
同时,还能够实现异种材料的可靠连接,为制造业中复杂结构的设计和制造提供了更多的可能性。
在汽车制造领域,先进焊接技术得到了广泛的应用。
汽车车身的焊接质量直接关系到车辆的安全性和整体性能。
激光焊接技术的应用,使得车身的焊缝更加美观、牢固,同时减轻了车身重量,提高了燃油经济性。
此外,汽车零部件的生产中也大量采用了机器人焊接技术,保证了产品的一致性和高质量。
航空航天制造业对焊接技术的要求极高。
先进焊接技术在飞机结构件的制造中发挥着重要作用。
例如,电子束焊接技术能够在真空环境下进行焊接,避免了氧化和杂质的影响,从而获得高质量的焊缝,满足航空航天领域对材料高强度、高可靠性的要求。
在能源领域,先进焊接技术在风力发电设备、太阳能设备以及核反应堆等的制造中也有着不可或缺的地位。
对于大型风力叶片的焊接,先进的焊接工艺能够保证叶片的结构强度和稳定性,提高发电效率。
在太阳能电池板的制造中,精确的焊接技术能够确保电池片之间的良好连接,提高光电转换效率。
焊前预热的重要性详解
焊前预热的重要性详解
大型焊接工艺往往对于焊接质量的要求是很严格的,比如重要部件、低碳、合金钢以及厚部件的焊接,因为稍有不慎就会因小失大,造成的后果也是我们个人或者企业所不能承受的。
而想要焊接效果过关,那么焊前预热这道工艺是必不可少的,那么为什么要进行焊前预热呢?
焊件在进行焊接时会产生应力和相变组织,而这种应力和相变组织在焊接过程中如果不消除的话,就会造成焊接裂纹。
而焊前预热的主要目的就是为了消除焊接应力,减缓焊接后的冷却速度,排除氢气,避免产生淬硬组织。
简单来说,就是为了为了防止冷裂纹产生,但是我们要知道进行焊接预热的温度与焊件的化学成分,氢含量,焊接方法,母材厚度和拘束度这些都是有关系的,在进行预热温度设定的时候,应该综合考虑,具体情况具体对待。
而目前,工业上普遍使用的焊前预热设备就是感应加热设备,由于感应加热设是利用电磁感应原理产生高频感应涡流热效应,从而对工件进行加热的装置,设备工作安全、效率高、环保是目前感应加热的不二选择。
金锡合金预成形焊片及应用推荐规范T_CWAN 0021-2021
图 1 金锡预成型焊片的典型形状及几何尺寸示意图
表 3 金锡合金预成形焊片的尺寸允许偏差
标称厚度(T)
长(L)、宽(W)或直径(D)的允许偏差
T <0.40mm
±0.02mm
0.40mm≤T <1.00mm
±0.03mm
T≥1.00mm
±0.05mm
标称厚度(T)
厚度(T)的允许偏差
T<0.05mm
I
T/CWAN 0021—2021
金锡合金预成形焊片及应用推荐规范
1 范围 本文件规定了金锡合金预成形焊片的技术要求、检验规则和应用推荐规范。 本文件适用于微电子器件电路封装、半导体分立器件封装及集成电路金属外壳封装用金锡合金预成
形焊片。 2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。
Cd:0.002 Cu:0.08 Zn:0.003 Bi:0.10
Pb:0.07 As:0.03 In:0.10 Ni:0.01
4.2 熔化温度
金锡合金预成形焊片的熔化温度应符合表 2 的规定。
表 2 金锡合金预成形焊片的熔化温度
牌号
熔化温度(℃)
Au80Sn20
277~283
Au78Sn22
277~306
4.3 润湿性 铺展试验中,金锡合金预成形焊片熔融后能铺展形成表面光亮的圆形焊点,熔融焊料表面不得出现
变色,不能含有气孔及夹杂等缺陷;收缩试验中,金锡合金预成形焊片熔融后能收缩成表面光亮的球体, 熔融焊料表面不得出现变色。 4.4 几何尺寸
预成型焊片工艺的应用
预成型焊片工艺的应用前言:目前电子行业中PCBA组装中有SMT、SMT+THT等混装工艺,长虹产品采取更多的工艺方式是SMT+THT生产工艺。
而现行的SMT+THT生产工艺中应用最广泛的是焊接材料是锡膏和锡条、锡丝等。
随着器件愈趋集成化、多样化,且受到SMT 贴装设备的限制,SMT贴装工艺不能完全满足焊接要求。
而组装行业内预成型焊片的成功应用实现了在一个工序内完成所有器件组装的梦想。
预成型焊片介绍:预成型焊片,Solder Preform。
它是已经做成精密成型的焊锡,适用于小公差的大量制造过程。
预成型焊片是PCB组装、汽车配件组件、连接器和终端设备、芯片连接、电源模块基板附着、过滤连接器和电子组件装配等应用的理想解决方案,特别适合混合及分离元件装配和表面安装技术。
工艺先进性:1、种类丰富的形状和大小预成形焊片Solder Preform有各种传统的形状,如圈形、圆形、正方形、长方形、圆盘形等。
最小尺寸范围可为0.010英寸见方或直径 0.010 英寸,且保持在极小允差范围内,以保证焊料体积准确度。
除此之外,用户也可用焊带来制作自己的预成形,各种形状的预成型焊片及其尺寸一览见下。
各种形状的预成型焊片一览预成型焊片标准规格预成形: 最小尺寸: 0.010 英寸直径或见方厚度允差: 0.010 英寸至 0.060 i英寸 ? 0.001 英寸>0.060 英寸 ? 0.002 英寸大小尺寸允差: 0.001英寸至0.002英寸? 0.0002英寸0.002英寸至0.010英寸? 0.0004英寸0.010英寸至0.020英寸? 0.001英寸>0.020英寸? 0.002英寸球形: 最小直径: 0.003英寸? 0.0005英寸2、更高的焊接可靠性预成型焊锡垫圈不仅是满足焊锡量和助焊剂要求精确的通孔连接的理想选择,还可以消除二次焊接工艺需要。
通过拾放设备,预成型焊锡垫圈在电路板装配过程可被放置在连接器引脚上。
预成型焊片用途
预成型焊片用途
预成型焊片是一种表面平整的焊料薄片,主要用于陶瓷、可伐合金、芯片、IC封装、金属管壳等之间的焊接,广泛应用于包括可靠封装连接、金属外壳或陶瓷外壳气密封装工艺的焊接等领域。
预成型焊片在制造过程中可以形成不同尺寸和厚度的焊片,以满足不同的焊接需求。
预成型焊片的常见应用包括:
1. 电子封装领域:预成型焊片可以用于电子器件的封装和连接,如芯片封装、IC封装等。
在混合集成电路、滤波器、微波组件、功率器件、连接器、传感器、光电器件及其它特殊电子元器件的封装连接中,预成型焊片可以提供可靠的焊接效果。
2. 金属连接领域:预成型焊片也可以用于金属之间的连接,如金属管壳、金属外壳等。
在制造过程中,预成型焊片可以通过焊接形成不同尺寸和厚度的焊片,以满足不同的金属连接需求。
3. 医疗领域:预成型焊片还可以用于医疗领域,如医疗器械的制造和维修等。
在医疗领域中,预成型焊片可以提供可靠的焊接效果,保证医疗器械的质量和安全性。
总之,预成型焊片是一种重要的焊接材料,广泛应用于各个领域,可以提供可靠的焊接效果,提高生产效率和产品
质量。
预成型焊片生产流程
预成型焊片生产流程英文回答:Automated Backing Tape Production Process.Automated backing tape production process is a highly efficient and cost-effective way to produce quality backing tapes for welding applications. The process involvesseveral key steps, including:1. Material Selection: The first step is to select the appropriate material for the backing tape. Common materials used include stainless steel, aluminum, and copper. The selection of material will depend on the specific welding application and the required properties of the backing tape.2. Slitting: The selected material is then slit into narrow strips, which will form the backing tape. The widthof the strips will vary depending on the desired width ofthe backing tape.3. Forming: The strips are then formed into the desired shape using a forming machine. The forming process can vary depending on the specific shape and design of the backing tape.4. Welding: The formed strips are then welded together to create a continuous backing tape. The welding process can involve various techniques, such as resistance welding or laser welding, depending on the material and the required strength of the weld.5. Inspection: The welded backing tape is inspected to ensure it meets the required specifications. The inspection process may involve visual inspection, dimensional checks, and testing the strength of the weld.6. Packaging: The inspected backing tape is packagedfor storage and distribution. The packaging method will vary depending on the specific application and the customer requirements.The automated backing tape production process offers several advantages over manual production methods, including:Increased efficiency: The automated process allows for continuous production, reducing production time and labor costs.Improved quality: The automated process ensures consistent quality of the backing tapes, reducing the risk of defects and rejects.Reduced costs: The automated process reduces labor costs and material waste, leading to lower overall production costs.Increased flexibility: Automated production lines can be easily adapted to produce different types and sizes of backing tapes, providing greater flexibility to meet customer demands.Overall, the automated backing tape production processis a highly efficient and cost-effective way to produce quality backing tapes for various welding applications.中文回答:自动化预成型焊片生产流程。
锡铅预成型焊片检验方法
锡铅预成型焊片检验方法英文回答:Inspection Methods for Tin-Lead Solder Preforms.The quality of tin-lead solder preforms plays a crucial role in the reliability and performance of electronic assemblies. To ensure the integrity of these preforms, rigorous inspection methods are employed throughout the manufacturing process. These methods assess various properties of the preforms, including their dimensions, composition, and surface characteristics.Dimensional Inspection.Dimensional inspection verifies that the preforms meet the specified size and shape requirements. This istypically performed using optical comparators or coordinate measuring machines (CMMs). The measurements include the preform's length, width, thickness, and diameter. Anydeviations from the specified dimensions can affect the assembly process and the solder joint quality.Composition Analysis.Composition analysis determines the elemental composition of the solder preforms. This is crucial to ensure that the preform meets the intended alloy specifications. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) or wavelength-dispersive X-ray spectroscopy (WDS) are commonly used for this purpose. The analysis provides information about the presence and concentration of elements such as tin, lead, and other alloying elements.Surface Inspection.Surface inspection evaluates the surfacecharacteristics of the preforms, including their texture, smoothness, and cleanliness. Optical microscopy or scanning electron microscopy (SEM) can be employed for this purpose. The inspection looks for defects such as scratches, cracks, or surface contamination. These defects can affect thesolderability and reliability of the preforms.Solderability Testing.Solderability testing assesses the ability of the preforms to form a reliable solder joint. This is typically performed using solderability testers, which monitor the wetting behavior of the solder preform on a designated substrate. The test evaluates the speed and completeness of solder wetting, as well as the formation of solder bridges or voids.Other Inspection Methods.Additional inspection methods may be employed depending on the specific requirements of the preforms. These methods include:Mechanical strength testing: Assesses the tensile strength and shear strength of the preforms.Thermal cycling testing: Evaluates the preforms'performance under thermal stress conditions.Environmental testing: Determines the preforms' resistance to environmental factors such as moisture, corrosion, and oxidation.Conclusion.The inspection of tin-lead solder preforms is essential to ensure their reliability and performance in electronic assemblies. By employing rigorous inspection methods, manufacturers can verify that the preforms meet the specified requirements and are suitable for their intended applications. This helps to ensure the quality andintegrity of electronic devices and systems.中文回答:锡铅预成型焊片检验方法。
最新带涂层预成型焊片应用---功率管焊接
带涂层预成型焊片应用---功率管焊接带涂层预成型焊片在功率管焊接的应用目前,在电子封装中应用最广泛的焊接材料是焊锡膏。
但是对于焊锡用量大而印刷的方法不能满足要求的情况下,用表面涂敷助焊剂的预成型焊片来代替焊锡膏则是一种十分理想而有效的办法。
特别在电子装配中,用带涂层预成型焊片替代锡膏来减少空洞产生。
产品特点:·无需手工涂布助焊剂·避免过多的助焊剂残留物,一般推荐助焊剂含量:1-3%·卷带包装,SMT设备自动贴片,提高生产效率·每次用量均衡·预成型焊片助焊剂为免洗,可以不清洗福摩索用自动涂布在国内生产的带涂层预成型焊片的优势:1.涂层范围广(0-20%)2.涂层公差好(±0.5%)3.一致性好4.可以批量生产5.交货快应用于电子装配功率管减少空洞焊接:一焊片选测1.焊片合金和锡膏合金成分一致。
如Sn63Pb37,SAC305等。
2. 形状可以为圆形,方形,不规则形状。
3. 焊片厚度为钢网厚度50-70%。
4. 助焊剂比例1-3%。
1-3%助焊剂不会形成较大气孔而造成空洞过大。
5 焊片尺寸焊片尺寸为焊盘面积80%-90%二预成型焊片的应用1.为减少功率管在焊接中的空洞率使用预成型焊片配合锡膏,减少锡膏中助焊剂的比例,以达到减少产品在焊接中因助焊剂挥发产生的气泡从而造成的空洞;如下图a.印刷锡膏后,放入预成型焊片b.在功率管的焊盘上放置预成型焊片c.预成型焊片达到增加焊料金属与助焊剂的比重,减少空洞2.此种工艺可以达到减少功率管焊接中的空洞率,但是难以实现自动化三.福摩索带助焊剂涂层预成型焊片的应用1.为实现在功率管焊接中的空洞率的减少,又能实现自动化生产,我们开发生产带助焊剂涂层预成型焊片,如下图所示:a.在PCB板上印刷锡膏b.不需要在功率管焊盘印刷锡膏,直接在功率管焊盘上放置带助焊剂涂层预成型焊片c.无需人工放置可实现全自动生产2.使用带助焊剂涂层预成型焊片工艺即可达到焊接空洞率的减少,同时也实现了自动化生产四使用推荐1.贴片卷带包装可以用设备,散装用人工贴片,贴装元件时也注意压力不要过大,以免造成焊片挤压变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
预成型焊片工艺的应用
前言:目前电子行业中PCBA组装中有SMT、SMT+THT等混装工艺,长虹产品采取更多的工艺方式是SMT+THT生产工艺。
而现行的SMT+THT生产工艺中应用最广泛的是焊接材料是锡膏和锡条、锡丝等。
随着器件愈趋集成化、多样化,且受到SMT 贴装设备的限制,SMT贴装工艺不能完全满足焊接要求。
而组装行业内预成型焊片的成功应用实现了在一个工序内完成所有器件组装的梦想。
预成型焊片介绍:预成型焊片,Solder Preform。
它是已经做成精密成型的焊锡,适用于小公差的大量制造过程。
预成型焊片是PCB组装、汽车配件组件、连接器和终端设备、芯片连接、电源模块基板附着、过滤连接器和电子组件装配等应用的理想解决方案,特别适合混合及分离元件装配和表面安装技术。
工艺先进性:
1、种类丰富的形状和大小
预成形焊片Solder Preform有各种传统的形状,如圈形、圆形、正方形、长方形、圆盘形等。
最小尺寸范围可为0.010英寸见方或直径 0.010 英寸,且保持在极小允差范围内,以保证焊料体积准确度。
除此之外,用户也可用焊带来制作自己的预成形,各种形状的预成型焊片及其尺寸一览见下。
各
种形
状的
预
成
型
焊
片
一
览
预成型焊片标准规格
预成形: 最小尺寸: 0.010 英寸直径或见方
厚度允差: 0.010 英寸至 0.060 i英寸 ? 0.001 英寸
>0.060 英寸 ? 0.002 英寸
大小尺寸允差: 0.001英寸至0.002英寸? 0.0002英寸
0.002英寸至0.010英寸? 0.0004英寸
0.010英寸至0.020英寸? 0.001英寸
>0.020英寸? 0.002英寸
球形: 最小直径: 0.003英寸? 0.0005英寸
2、更高的焊接可靠性
预成型焊锡垫圈不仅是满足焊锡量和助焊剂要求精确的通孔连接的理想选择,还可以消除二次焊接工艺需要。
通过拾放设备,预成型焊锡垫圈在电路板装配过程
可被放置在连接器引脚上。
焊锡垫圈还可采用其它多种方法融入到生产过程中。
连接器引脚会和焊膏同时进行回流焊接。
回流前、回流后的预成型与焊膏配合使用的预成型焊锡焊片对比
预成型焊片可以与锡膏一起使用,并以此来加强焊点强度。
在现有SMT工艺中,收模板厚度的限制,锡膏中用于焊接的合金体积只占锡膏体积的一半,所以有时候焊膏不能提供足够的焊锡量,焊点强度和焊锡的覆盖状况也不能达到要求。
但是,引入预成型焊片后,则可线在电路板上涂布焊膏,再把预成型焊片房子锡膏上面,或者插在元件的引脚上,然后把器件引脚插入印制板,一次焊接后达到良好的焊料的填充。
预成型焊片中的焊锡垫圈不仅是满足焊锡量和助焊剂要求精确的通孔连接的理想选择,还可以消除二次焊接工艺需要。
通过拾放设备,预成型焊锡垫圈在电路板装配过程被放置在连接器引脚上,连接器引脚会和焊膏同时进行回流焊接。
另外,通过采用预置预成形可对难于操作的部位进行可靠焊接,并可另加松香/树脂等助焊剂涂层,从而构成完整的焊接系统。
3、便于组装,经济效益大大提高
(1) 包装方式多样性。
预成型焊片可以根据客户方要求进行包装。
不易变形的预成型焊片可以采用罐装方式,使用时可以用镊子或者真空拾取工具分发预成型焊片。
而在用量很大时,预成型焊片可以采用卷带包装和盘装,并使用自动贴装工艺进行贴装,无需进行人为干预。
回流后引脚
回流前引脚
预成型焊片
各种封装的预成型焊片卷带包装的预成型焊片
(2) 预成形焊片应用大大提高经济效益。
应用预成型焊片后,由于预定的焊料量并不取决于个人判断,操作简单,因此就不一定需要高技能的操作人员。
这就导致大量的人力节省。
由于预成形焊片通常可产生统一的焊接点,最后的检查步骤也可简化。
(3) 虽然预成形的初始成本在一定程度上高于散装焊料,但生产过程中的节省可以抵消增大的开支。
4、应用工艺要求
(1) 空间保证。
在设计使用预成形时,一定要在材料之间提供足够的空间以保证适当的润湿度。
最好是留有约 0.003英寸并提供自然边界(如槽、肩和沟)以保持焊料不会移位。
这样做可保护焊料在重力或毛细管作用的影响下不会脱离焊接点。
由于气体在加热和冷却周期中会发生膨胀和收缩,应避免可能捕集空气的焊接点设计。
被捕集的空气可引起焊料溅泼或在焊接点造成砂眼。
(2) 焊料定量及工具选用。
需精确设定所需要的焊料量,使预成形焊片能够产生适当的嵌填,并满足工艺要求。
另外预成形也非常适用于投放设备如旋转或线性振动进料器、特制真空拾取管汇和筒式个别投料器。
预成形还可以有效地采用手工装配技术如镊子和真空拾取。
(3) 确认焊接参数和焊片选型。
在确定使用哪种预成形时,首先要看熔化温度和待焊零件的表面相容性。
接下来要考虑形成焊接点所需要的大小尺寸。
如果所选尺寸大于实际需要的规格,则会增加成本。
预成形可通过传导、对流、感应和辐射加热进行焊接。
当然,具体的加热方法取决于预成形的熔点、周围的材料和焊接点的构型。
(4) 研究包装参数。
每份包装的预成形数量越大,单位成本就越低。
在选择包装时,预成形的形状、脆性和纯度都是要考虑的因素。
容易氧化的合金往往包装在惰性气体(如氩气)中。
(5) 批量生产,成本更优。
以自动化投放技术和批量生产的加热技术来使用预成形焊片可以大大降低成本。
每份包装的预成形数量越大,单位成本就越低。