微電路模塊背面預上錫方法及預上錫加熱裝置與流程

2024-03-29 10:52:05

本發明提供一種微電路模塊背面預上錫方法，屬於電子元器件製作技術領域。本發明還提供一種預上錫加熱裝置。

背景技術：

隨著電子行業的發展，微電路模塊在各個領域中被廣泛運用。由於微電路模塊腔體內裝配有大量的元器件，且其裝配採用熔點較低焊料進行焊接，為了增強焊接的可靠性就必須進行原件背面預上錫。

現有的微電路模塊及元器件預上錫中，大多採用將元器件倒置在加熱的工裝上，將錫絲或者焊片直接融於元器件背面，再以棉籤抹平焊料的方法，此方法操作簡單，成本低廉，設備要求不高，預上錫性能良好，是一種廣泛運用的預上錫方法。但是該方法有其本身的缺陷，在預上錫過程中，帶有裸晶片的模塊倒置在過程中存在碰撞、跌落的隱患，棉籤塗抹焊料也存在棉絲殘留、塗抹不平、焊料粘於棉籤造成焊料浪費，直接在元器件上融化焊料難以控制焊料厚度，操作時間過長焊料易氧化等問題，從而影響元器件的焊接可靠性，降低其使用壽命。

為了解決預上錫時容易出現的模塊損傷及焊料氧化的問題，需要設計了一種操作簡易的預上錫方法，能夠有效地解決模塊損傷及焊料氧化的情況，增加了微電路的穩定性及可靠性。

技術實現要素：

本發明提供的微電路模塊背面預上錫方法，操作簡單，可靠性高，能夠防止預上錫過程中損傷元器件，同時能減少焊料氧化，確保預上錫後微電路模塊上元器件焊接性能的可靠性及穩定性。本發明還提供一種預上錫加熱裝置。

為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：微電路模塊背面預上錫方法，包括如下步驟：

A.製作工裝：準備一塊鋁矽板，在鋁矽板上表面的中心區域鍍金，將鋁矽板的上表面分為鍍層區和無鍍層區，製成工裝；

B．工裝及工件預熱：將工裝固定在熱臺一上，啟動熱臺一將工裝加熱至預設溫度, 將需預上錫的工件放置在熱臺二上，啟動熱臺二對工件進行預熱；

C.添加焊料：將焊料置於工裝的鍍金區，使焊料融化；

D.上錫：將預熱好的工件移至工裝的鍍層區，工件背面與焊料接觸並在鍍層區上摩擦，使焊料均勻的塗覆在工件背面；

E.檢查：將工件移至工裝的無鍍層區，並檢查工件背面是否上錫合格，不合格則重複步驟D，直至工件背面上錫合格。

優選的，所述工裝的厚度為3-4mm，鍍層區面積大於工件背面面積，鍍層區面積不小於工裝上表面面積的20%。

優選的，所述的焊料為銦錫焊料時，將熱臺一的溫度調節至140±5℃對工裝進行預熱，熱臺二的溫度調節至100℃對工件進行預熱。

優選的，所述的焊料為錫鉛焊料時，將熱臺一的溫度調節至220±5℃對工裝進行預熱，熱臺二的溫度調節至150℃對工件進行預熱。

優選的，所述的步驟D具體是指：用鑷子夾持工件的邊緣，將預熱好的工件移至鍍層區，工件背面與焊料接觸並在鍍層區上摩擦1-3秒，使焊料均勻的塗覆在工件背面。

優選的，所述步驟E所指的工件背面上錫不合格是指：工件背面出現焊料拉尖、成球、不平和缺料中的一種或幾種缺陷。

優選的，步驟C中焊料的添加量根據工件背面的尺寸確定，在步驟D過程中如焊料量少可再次添加焊接，如焊料量多導致焊料氧化，則可適當添加助焊劑。

優選的，所述的步驟C中焊料置於鍍金區的邊緣處，所述的步驟D中工件背面與焊料接觸並在鍍層區上摩擦是指：工件背面從鍍金區邊緣開始逐漸向鍍層區內摩擦。

以上所述的微電路模塊背面預上錫方法中使用的預上錫加熱裝置，包括工裝和熱臺一，工裝固定在熱臺一上，工裝為鋁矽板材質，工裝的上表面中心區域為具有鍍金層的鍍層區，鍍層區的外圍為無鍍層區。

本發明的有益效果是：

1、 本發明的微電路模塊背面預上錫方法，將工裝固定在熱臺一上，通過熱臺一使工裝預熱並保溫，焊料置於工裝的鍍層區，通過工裝的溫度融化焊料，鍍金層形成的鍍層區使工件背面在鍍層區摩擦時，焊料不粘附在鍍層區上，工件背面與焊料接觸並在鍍層區上摩擦，工件與焊料的接觸面積大使焊料均勻的塗覆在工件背面，無鍍層區使上錫後工件與焊料及時分離，整個過程操作簡單，工件背面朝下，不會對工件上的元器件造成損傷。

2、 焊料置於工裝的鍍層區，通過摩擦接觸的方式使焊料均勻的塗覆在工件背面，焊料與鍍層區不發生粘附且摩擦上錫的方式可保證上錫面的平整度和錫層厚度均勻，預上錫可靠性高。

3、 通過在鍍層區摩擦使焊接塗覆在工件背面，通過無鍍層區使上錫後工件迅速與焊接分離，預上錫過程用時短，而且可根據需要在預上錫的過程中添加焊料及助焊劑，能有效減少焊料氧化，節約焊料用量。

4、 整個操作過程只有焊料與工件背面摩擦接觸，無其他雜質汙染，確保預上錫後微電路模塊上元器件焊接性能的可靠性及穩定性。

5、 本發明的預上錫加熱裝置，用於微電路模塊背面預上錫方法中，熱臺一與工裝結合，保證工裝受熱均勻且持續保溫，工裝上的鍍層區保證焊料與工件背摩擦接觸的過程中焊料不貼附在工裝上，可有效減小焊料用量，無鍍層區可保證上錫後工件與焊料及時分離，提高上錫面的平整度和均勻性。

附圖說明

圖1為工件置於本發明的預上錫加熱裝置上的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例做詳細說明。

微電路模塊背面預上錫方法，包括如下步驟：

A.製作工裝2：準備一塊鋁矽板，在鋁矽板上表面的中心區域鍍金，將鋁矽板的上表面分為鍍層區21和無鍍層區22，製成工裝；

B．工裝2及工件3預熱：將工裝2固定在熱臺一1上，啟動熱臺一1將工裝加熱至預設溫度, 將需預上錫的工件放置在熱臺二上，啟動熱臺二對工件進行預熱；

C.添加焊料：將焊料置於工裝的鍍金區21，使焊料融化；

D.上錫：將預熱好的工件3移至工裝2的鍍層區21，工件3背面與焊料接觸並在鍍層區21上摩擦，使焊料均勻的塗覆在工件背面；

E.檢查：將工件3移至工裝2的無鍍層區22，並檢查工件3背面是否上錫合格，不合格則重複步驟D，直至工件背面上錫合格。

以上所述的微電路模塊背面預上錫方法，在製作工裝2時，選用尺寸合適工件3背面上錫的鋁矽板，在鋁矽板上表面的中心區域鍍金，形成鍍層區，鍍層區的厚度很小，起隔離作用，保證焊料在融化後不貼附在工裝2上，工裝2固定在熱臺一1上，熱臺一1根據焊料的融化溫度對工裝2進行預熱及保溫，工裝2預熱到設定溫度後即可將焊料置於鍍層區21處，使焊料融化，同時對工件3進行預熱，保證工件背面可被液態焊料有效塗覆，為了減少焊料的氧化，焊料的融化和工件3的預熱應儘量同時完成，再迅速將工件3移至鍍層區，工件3背面與焊料接觸並在鍍層區21上摩擦，通過摩擦接觸使焊料均勻的塗覆在工件背面，然後迅速將工件3移至無鍍層區，並檢查工件背面是否上錫合格，不合格則重複步驟D，直至工件背面上錫合格。需要說明的是在進行步驟D時可適當的添加焊料或助焊劑，以保證工件背面上錫平整，均勻。

其中，所述工裝2的厚度為3-4mm，保證工裝2能在短時間內被預熱，鍍層區21面積大於工件3背面面積，使工件3背面可在鍍層區21上充分摩擦與焊料接觸，鍍層區21面積不小於工裝2上表面面積的20%，方便各種尺寸的工件3進行預上錫。

其中，所述的焊料為銦錫焊料時，將熱臺一1的溫度調節至140±5℃對工裝進行預熱，熱臺二的溫度調節至100℃對工件進行預熱。所述的焊料為錫鉛焊料時，將熱臺一1的溫度調節至220±5℃對工裝進行預熱，熱臺二的溫度調節至150℃對工件進行預熱。兩種焊料的融化溫度不同，工件3的預熱溫度也不相同，可保證焊料有效的塗覆在工件背面，提高上錫速度，儘可能的減少焊料氧化，節省焊料用量。

具體的，所述的步驟D具體是指：用鑷子夾持工件的邊緣，對工件不造成損壞，將預熱好的工件移至鍍層區，工件背面與焊料接觸並在鍍層區上摩擦1-3秒，使焊料均勻的塗覆在工件背面，在短時間內使焊料在鍍層區的平面中與工件背面有效摩擦接觸，即有效減少焊料氧化，又可使上錫面平整，減少工件背面形成焊料拉尖、成球等不合格現象。

具體的，所述步驟E所指的工件背面上錫不合格是指：工件背面出現焊料拉尖、成球、不平和缺料中的一種或幾種缺陷，不合格件重複預上錫，提高工件上錫面的平整度和均勻性。

具體的，步驟C中焊料的添加量根據工件背面的尺寸確定，在步驟D過程中如焊料量少可再次添加焊接，節省焊料的用量，如焊料量多導致焊料氧化，則可適當添加助焊劑，避免因一次加料過多，造成焊料氧化。

具體的，所述的步驟C中焊料置於鍍金區的邊緣處，所述的步驟D中工件背面與焊料接觸並在鍍層區上摩擦是指：工件背面從鍍金區邊緣開始逐漸向鍍層區內摩擦，焊料隨著工件背面的摩擦，從鍍層區邊緣向內運動，儘可能的減少焊料與無鍍層區粘附，即可節省焊料，保證工件背面與焊料的充分摩擦接觸，又可提高工裝在預上錫後的整潔度。

以上所述的微電路模塊背面預上錫方法的優點是：在工裝2固定在熱臺一1上，使工裝2可快速預熱並保溫，焊料置於工裝2的鍍層區21，通過工裝2的溫度融化焊料，鍍金層形成的鍍層區21起到隔離及防粘作用，工件背面在鍍層區摩擦時，焊料不粘附在鍍層區21上，即節少焊料，工裝在使用過程中的整潔度也更高，工件背面與焊料接觸並在鍍層區21上摩擦，相比於現有技術中將焊料直接融於元器件背面的方法，工件與焊料的接觸面積大，焊料塗覆更均勻，預上錫可靠性高。無鍍層區使上錫後工件與焊料及時分離，整個過程操作簡單，工件背面朝下，不會對工件上的元器件造成損傷。預上錫過程用時短，而且可根據需要在預上錫的過程中添加焊料及助焊劑，能有效減少焊料氧化，節約焊料用量。整個操作過程只有焊料與工件背面摩擦接觸，無其他雜質汙染，確保預上錫後微電路模塊上元器件焊接性能的可靠性及穩定性。

以上所述的微電路模塊背面預上錫方法中使用的預上錫加熱裝置，包括工裝2和熱臺一1，工裝2固定在熱臺一1上，工裝2為鋁矽板材質，工裝的上表面中心區域為具有鍍金層的鍍層區21，鍍層區的外圍為無鍍層區22。熱臺一1與工裝2結合，保證工裝2受熱均勻且持續保溫，工裝2上的鍍層區21保證焊料與工件背摩擦接觸的過程中焊料不貼附在工裝上，可有效減小焊料用量，無鍍層區22可保證上錫後工件3與焊料及時分離，提高上錫面的平整度和均勻性。

以上結合附圖對本發明的實施例的技術方案進行完整描述，需要說明的是所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。