CN1191747C - 电子元件组装检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子元件组装检查方法。大气中使用铅游离焊锡场合,润湿性差,因表面张力关系不能蔓延,但在惰性气体环境中,氧减少,氧化膜发生极端减少,氧化不进行具有补足材料润湿性差的效果。即使使用不含铅的焊锡(23),也能得到与以往含铅焊锡同样的结果,能使用与以往同样的检查装置,以同样的探测针定位精度进行检查,无导通不良。能提供使用不含铅焊锡的电子元件组装检查方法,在将电子元件(20)装到铜箔部(22’)上时,使用焊锡时不降低连接可靠性的Sn-Ag-Cu系的铅游离焊锡,能弥补材料特性所引起的组装/检查性的低下。
Description
技术领域
本发明涉及组装中使用铅游离焊锡(lead free solder)的电子元件组装检查方法。
背景技术
以往,在用于电子零部件组装的焊锡中,使用含有多量铅的Sn-Pb系焊料。但是,若使用含铅焊料,铅从废弃电路基板熔出,该熔出的铅对生态带来坏影响,引起环境污染,成为社会问题,因此,强烈要求使用铅游离焊锡。
为了使用铅游离焊锡,进行了各种各样研究,结果,以Sn-Ag-Bi三元系为基本的合金引起人们注意,成为用以代替Sn-Pb系焊料的铅游离焊锡的有希望的合金材料。
对于铅游离焊锡已经对二元系构成进行了各种各样研究,二元系构成所存在问题可以列举如下:
1.Sn-3.5重量%Ag(熔点221℃),Sn-5重量%Sb(熔点199℃)等有实际使用业绩,但是,与含铅的Sn-37重量%Pb(熔点183℃)相比,熔点过高,因此,难以使用在以往一般使用的玻璃环氧基板的锡焊焊接上。
2.Sn-9重量%Zn(熔点199℃)虽然熔点有所下降,但其表面易被氧化,相对Cu,Ni等电极的润湿性比Sn-Ag,Sn-Sb系焊锡明显低,因此,难以使用。
3.Sn-58重量%Bi(熔点138℃)材料本身硬且脆,存在可靠性问题,因此,难以使用。
4.Sn-52重量%In(熔点117℃)与Sn-37重量%Pb(熔点183℃)相比,熔点过低,存在连接部耐高温强度低等问题。
虽然二元系铅游离焊锡存在以上问题,但是,若扩展到Sn-Ag-Bi三元系,那么与上述二元系场合相比,能使熔点接近183℃(Sn-37重量%Pb的熔点)。
但是,在该三元系合金中,若探索熔点接近183℃的材料,则不能得到完全的共晶成份,成为具有比183℃低的固相线温度和比183℃高的液相线温度、即具有固液共存温度的成份。
因此,通过回流焊接(reflow soldering)连接零件后,进行流动焊接(flowsoldering)时,由于已连接的零件一般与玻璃环氧基板热容量不同,回流焊接或流动焊接后,基板自然空气冷却时,零件与基板的温度下降不同,连接部焊锡内产生很大的温度差。焊料凝固时,具有宽域固液共存温度幅的焊料场合,使得低熔点的相(含Bi多的硬脆相)在温度高侧偏析,易发生凝固结束后的回流焊接零件的连接强度低的问题。
为了克服上述缺点,考虑使用焊锡时连接可靠性好的Sn-Ag-Cu三元系的铅游离焊锡,但是,该Sn-Ag-Cu三元系的铅游离焊锡的熔点为217℃,与以往Sn-37重量%Pb(熔点183℃)相比,仍为高温,存在焊锡材料及基板铜箔部的接合区氧化、润湿性差的问题。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的,本发明的目的在于:提供使用铅游离焊锡的电子元件组装检查方法,在将LSI、芯片元件等电子零部件装到玻璃环氧基板等有机基板上时,使用焊锡时不降低连接可靠性的Sn-Ag-Cu系的铅游离焊锡,能弥补材料特性所引起的组装/检查性的低下。
进一步详细地说,使用不含铅的焊锡场合,一般,润湿性差,随着焊锡温度上升,促进氧化,在使用探测针检查电气连接是否良好时,基板铜箔部氧化引起电阻值增加,可能会发生导通不良等误判定。
本发明的第二目的在于:在通过探测针检查使用铅游离材料的电子电路基板是否电气连接良好场合,在探测针接触处进行焊锡,不暴露基板铜箔部,解决导通不良问题,同时,通过使用与焊锡同样的材料,实现材料共同化,焊锡施工法的共同化。
鉴于使用不含铅的焊锡场合,润湿性差,不蔓延,本发明的第三目的在于:对铜箔暴露部整个面供给铅游离焊锡,能与含有润湿性好的Pb(铅)的材料一样,以同样装置、同样定位精度进行检查,解决导通不良问题,并将不含铅的焊锡具体化。
本发明的第四目的在于:在惰性气体环境下进行焊锡,防止氧化,提高润湿性,能与含有润湿性好的Pb(铅)的材料一样,以同样装置、同样定位精度、同样的焊锡供给方式进行检查,解决导通不良问题。
本发明的第五目的在于:使用不含铅的焊锡场合,在通过探测针检查导通中,发生误判定的可能性高,因此,将这些检查处变更为检查性良好的材料,能防止误判定为导通不良,并将该材料具体化。
本发明的第六目的在于:事前用防氧化效果好的预焊剂代替基板的表面处理,防止因基板铜箔部氧化所引起的电阻值的增加,防止发生导通不良,能对用于焊锡接合的必要处供给必要的材料。
使用具有氧化还原作用的焊剂作为用于焊锡的材料,探测针接触处也残留焊剂膜,探测针尖端能破坏焊剂膜,保持良好的接触状态。但是,连续使用场合,焊剂堆积在探测针尖端处,逐渐阻害导通性,需要清除等作业,存在检查效率低下的问题。
本发明的第七目的在于:通过使用具有氧化还原作用、在焊锡时能顺序分解、蒸发的焊剂材料,减少清除作业,防止因导通不良所引起的误判定。
一般,探测针接触处因基板接合区形状/零件电极形状/焊锡材料的组合,呈现各种各样形状。若不选定与形状一致的探测针,就不能得到良好的接触,不能进行正确的检查。为了解消导通不良,具有与各种形状一致的探测针尖端形状是重要的。
本发明的第八目的在于:选择与触针处形状一致的探测针,解消导通不良,能与含有Pb(铅)的材料一样,以同样装置、同样定位精度进行检查。
本发明的第九目的在于:提供锡焊时能防止因氧引起的润湿性低下的合适气体,即,在惰性气体环境下进行锡焊,防止因氧化引起的润湿性低下,能使用与含铅焊锡同样的装置,以同样的焊锡供给样式进行外观检查,能提供特别合适惰性气体环境下的氧浓度。
使用不含铅的焊锡场合,由于不含铅,润湿性变化,在设定同样检查条件下,判定结果不同。尤其当判定基板与零件引线形成的角焊形状焊锡是否良好时,误判定发生较多。本发明的第十目的在于,提供锡焊结束后的检查方法。
在锡焊后的检查中,有时因组装的零件高度等原因会发生干涉,难以实施全部接合部的外观检查。另外,锡焊接合部本身位于零件本体下部等场合,有时不能检查。本发明的第十一目的在于,提供锡焊前检查是否能良好地进行锡焊、并进行修正以便能进行合适的锡焊的方法。更具体地说,锡焊前控制或检测供给焊锡的位置及供给量,不需要回流焊接后的焊锡状态检查。
本发明的第十二目的在于,提供合适材料作为铅游离焊锡材料。
为了实现上述目的,本发明提出一种电子元件组装检查方法,包括使用不含Pb(铅)的锡焊材料将元件锡焊在电子电路基板上的步骤,以及检查步骤,上述检查步骤是通过探测针接触上述电子电路基板上的触针处使触针导通,检查该电子电路基板上的误配线,误装配,不良元件,或锡焊不良;其特征在于:在上述锡焊步骤中,上述电子电路基板上的触针处的至少一部分施以与元件的焊锡材料相同的焊锡材料。
为了实现上述目的,本发明提出另一种电子元件组装检查方法,包括使用不含Pb(铅)的锡焊材料将元件锡焊在电子电路基板上的步骤,以及检查步骤,上述检查步骤是通过探测针接触上述电子电路基板上的触针处使触针导通,检查该电子电路基板上的误配线,误装配,不良元件,或锡焊不良;其特征在于:上述探测针触针处,使得检验员用接合部的焊锡供给形状与检验员用接合部形状相同。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,上述锡焊步骤在惰性气体中进行。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,上述探测针触针处中,在除元件电极焊锡部的检验员用接合部施以与元件的焊锡材料不同的焊锡材料。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,上述与元件的焊锡材料不同的焊锡材料是以Sn-Pb合金为基体的材料,或是具有同等以上润湿性的不含Pb(铅)的材料。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,在上述锡焊步骤中,在检验员用接合部上设有防止氧化用的由耐高热预焊剂形成的膜。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,作为上述锡焊时使用的焊剂材料,使用具有氧化还原作用、锡焊时顺序分解、蒸发的焊剂材料。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,在上述检查步骤中,在检验员用接合部、引线元件触针部或避开实装元件的接合部,使用不同形状探测针,检查触针处。
为了实现上述目的,本发明提出又一种电子元件组装检查方法,使用不含Pb(铅)的锡焊材料,其特征在于,包括在具有10000ppm以下氧浓度的惰性气体中进行上述锡焊的锡焊步骤,以及判定上述锡焊良否的检查步骤。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,上述检查步骤是在锡焊后识别焊锡部分形状、根据该所识别的焊锡形状判定锡焊良否的步骤。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,上述检查步骤检测锡焊前焊锡的供给位置或供给量,控制该供给位置或供给量。
根据本发明的电子元件组装检查方法,其特征还在于,上述不含Pb(铅)的锡焊材料是Sn(锡)-Ag(银)-Cu(铜)系合金。
下面说明本发明的效果。
按照本发明的电子元件组装检查方法,在探测针触针处使用与元件组装时相同的焊锡材料,这样,能实现与锡焊工序的共同化。
按照本发明的电子元件组装检查方法,能使得使用不含Pb(铅)的焊锡材料的组装检查与以往使用含Pb焊锡材料的组装检查方法一样。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于在检验员用接合部的整个面上供给焊锡,能与以往使用含Pb焊锡材料的组装检查方法一样进行检查。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于锡焊步骤在惰性气体中
进行,提高了焊锡的润湿性,能与以往使用含Pb焊锡材料的组装检查方法一样进行检查。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于使用检查性良好的材料,能防止误判定导通不良。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于基板铜箔部的氧化少,不需要供给检查用焊锡。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于减少探测针尖端的焊剂附着量,检查中清洁作业少。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于选择最适合触针处的探测针,能与以往使用含Pb焊锡材料的组装检查方法一样进行检查。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于在具有10000ppm以下氧浓度的惰性气体中进行锡焊步骤,能提高焊锡的润湿性,能与以往使用含Pb焊锡材料的组装检查方法一样进行检查。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于检查步骤是在锡焊后识别焊锡部分形状,根据该所识别的焊锡形状判定锡焊良否,因此,能与以往使用含Pb焊锡材料的组装检查方法一样进行检查。
按照本发明的电子元件组装检查方法,由于在锡焊前能预测锡焊后的不良,因此,能检查锡焊后不能检验处,防止组装不良品的流出。
按照本发明的电子元件组装检查方法,能使得使用不含Pb(铅)的Sn(锡)-Ag(银)-Cu(铜)系合金焊锡材料的组装检查与以往使用含Pb焊锡材料的组装检查方法一样,提供廉价的电子元件电路基板。
按照本发明的电子元件组装检查方法,能使用不含Pb的焊锡材料,而保持提供与以往同样的质量,不会对生态带来坏影响,不会引起环境污染。
附图说明
图1是用于说明组装时零件不同的图;
图2是用于说明组装时零件方向不同的图;
图3是用于说明组装时误装配的图;
图4是用于说明组装时因焊锡供给过多引起短路的图;
图5表示铅游离焊锡种类和特征;
图6表示电气材料特性;
图7表示将以往含铅的焊锡材料供给电子电路基板(printer wiring board,以下简记为“PWB”)上的检验员用接合面场合的图;
图8表示将不含铅的焊锡膏供给电子电路基板(PWB)上的检验员用接合面场合的图;
图9表示供给与电子电路基板(PWB)上的电极面(检验员用接合面)大致同样大小的不含铅的焊锡的图;
图10是用于说明大气中进行场合的铅游离焊锡以及惰性气体下进行场合的铅游离焊锡状态的图;
图11表示仅在探测针接触部供给具有检查性的焊锡材料的例子;
图12表示在检验员用接合面上设有耐热性预焊剂的例子;
图13表示通过基板接合区形状/零件电极形状/焊锡材料的组合使得探测针为各种各样形状的例子;
图14是用于说明使用不含铅的焊锡(Sn-Ag-Cu系)进行锡焊的芯片元件各种焊锡状态的图;
图15表示引线元件焊锡状态一例;
图16表示在惰性气体中氧浓度与过检出率的关系;
图17用于说明因焊锡不足引起断路。
具体实施方式
下面参照附图,详细说明本发明实施例。
第一实施例
在锡焊电子电路基板中,确认是否正确组装的步骤是十分重要的。在以往使用含铅焊锡的组装中,采用组装结束形成电路后检验组装基板的误接线、设计时的误布线、组装时的搞错零件/搞错方向、误装配、零件功能不良、零件引线形状变形所引起的接触不良、锡焊时因焊锡不足所引起的断路、因焊锡过多所引起的短路等问题,这是一种有效的方法。这在使用铅游离焊锡材料场合也没有改变,是一种重要的组装检验方法。
在此,参照附图说明通过实施本发明检查方法能检出的各种各样的不良状态的例子:组装时搞错零件,搞错零件方向,零件误装配,引线间短路。
图1~图4是用于说明组装时搞错零件、搞错零件方向、零件误装配、引线间短路例子的图。
图1是用于说明组装时搞错零件的图,其中,图1A表示在电极71之间安装正确零件72(在本实施例中,设为10KΩ的电阻)场合,图1B表示在电极71之间安装被搞错的零件73(在本实施例中,设为1KΩ的电阻)场合。通过光学方式读取部位表示值(在本实施例中,设为103,102),根据读取结果检查识别是否装错零件。图中,标号70表示零件电极,该电极锡焊在基板的接合区。
图2是用于说明组装时搞错零件方向的图,其中,图2A表示在电极71之间正确零件72按正确方向被安装的场合,图2B表示在电极71之间虽然装了正确零件72,但其方向即极性安装反了的场合,标号74表示极性标记。根据极性检查其方向是否搞错。
图3是用于说明组装时误装配的图,其中,图3A表示在基板的三个接合区81之间正常安装用零件引线82连接的零件83的场合,图3B表示规定的零件没有安装在所定位置的场合。
图4是用于说明组装时因焊锡供给过多引起短路的图,其中,图4A表示在连接零件91和基板接合区93之间的若干零件电极92之间处于没有发生焊锡短路的良好状态,图4B表示焊锡94夹在零件电极92之间成为短路不良状态。
本实施例所使用的Sn-Ag-Cu三元系的铅游离焊锡的熔点为217℃,与以往Sn-Pb合金的熔点183℃相比为高温,且由于不含铅,存在焊锡材料润湿性差的问题,但从图5所示铅游离焊锡种类和特征可知,与其它不含铅的合金构成相比,接合后的可靠性高。
锡焊组装处理为高温以及材料本身的润湿性比以往差对组装性及检查性是不利的,但是,以往的电气组装检查方法是使用探测针的触针方法,如图6的电气材料特性图所示,电气材料特性本身没有变化,因此,不必变更自动检查装置的程序参数设定,能与以往一样进行检查。因此,考虑今后环境对策,削减铅比率,组合本发明涉及的铅游离焊锡与组装/检查处理是非常有效的方法。
第二实施例
图7表示将以往含铅的焊锡膏102供给电子电路基板(PWB)100上的检验员用接合面101场合的截面图。进行回流焊接处理一次性加热焊锡场合,该一次性加热焊锡处理可以粗分为涂布焊锡膏102、配置电子零件、进行一次性加热焊锡处理三步骤。
在最初涂布焊锡膏102步骤中,零件的焊锡接合部以外的探测针触针处也同样,涂布焊锡膏,能在同一步骤使用同一材料,通过使用相同材料,能同时实施检查时必要的防止基板铜箔部氧化,以及组装零件。
由于使用以往含铅的焊锡,材料润湿性良好,如图7A所示,若向该处局部供给焊锡,回流焊接时,该焊锡如图7B所示,能蔓延到接合处整体,能在检验员用接合面101上得到薄而均一地蔓延的焊锡103的状态。
图8表示将不含铅的焊锡膏供给电子电路基板(PWB)110上的检验员用接合面场合的图。在使用本发明的不含铅的焊锡膏时,由于焊锡熔点成为高温,以及材料本身的润湿性差,如图8A所示,若向电子电路基板(PWB)110上的检验员用接合面111的局部供给焊锡112,回流焊接后,该焊锡如图8B所示,该焊锡113仅在上述供给焊锡场所存在,达不到接合面整体。在这种状态下,使用现在所用装置场合,存在因探测针位置精度问题引起与氧化膜部分接触而不能进行正常检验的问题。
参照图9,为了消除因铜箔部氧化而引起的导通不良,与上述实施例一样,如图9A所示,向电子电路基板(PWB)10上的电极面(检验员用接合面11)供给与该接合面11大致同样大小的不含铅的焊锡12。由于焊锡本身润湿性差,回流焊接后,如图9B所示,该焊锡13保持与电极面(检验员用接合面11)同样大小。这样,能得到无电极面氧化膜的检验员用接合面11,能使用与以往同样的检查装置、以同样的探测针定位精度进行无导通不良的检查。可以使用Sn-Ag-Cu三元系的铅游离焊锡作为本实施例使用的不含铅的焊锡材料。
第三实施例
图10是用于说明大气中进行锡焊场合以及惰性气体下进行锡焊场合的铅游离焊锡状态的图,其中图10A表示在大气中进行场合的铅游离焊锡状态,图10B表示在惰性气体下进行场合的铅游离焊锡状态,各图上部表示侧面图,下部表示俯视图。
如图10A所示,当在大气中进行锡焊场合,润湿性差,由于存在表面张力,焊锡不蔓延。但是,在惰性气体下,由于氧减少,所产生的氧化膜极端减少。另外,氧化不进行具有补足材料润湿性差的效果。因此,即使使用不含铅的焊锡,也能如图10B所示,得到与以往润湿性好的含铅焊锡同样的结果,能使用与以往同样的检查装置、同样的探测针定位精度进行无导通不良的检查。在图10中,20为电子零件,21为检验员用接合面,22为铜箔部,23及23’表示铅游离焊锡,40表示PWB基板。
第四实施例
图11表示仅在探测针接触部供给具有检查性的焊锡材料的例子。
仅在与零件电极焊锡部不同的检验员用接合面等的触针部使用润湿性好的焊锡材料。在本实施例中,通过使用适于零件32的接合区31接合的铅游离焊锡材料以及适于探测针触针部35的含铅的润湿性好的焊锡材料,可以使用检查性良好的以往的含铅材料或不含铅的焊锡材料(添加Bi),能得到既保持检查性又削减铅的效果。在图11中,33为零件电极部,34为电子电路基板(PWB)上的配线。
第五实施例
图12表示在检验员用接合面上设有耐热性预焊剂的例子。在上述实施例中,为了避免探测针接触处因氧化膜引起接触不良,如图12所示,通过实施焊锡层42或预焊剂层42’等表面层是前提,变为不含铅的材料场合,若施以在焊锡温度下能足以防止氧化的耐热性基板表面层43,则不需要探测针接触处的表面层。在图12中,40为电子电路基板(PWB)。作为能成为这种耐热性的基板表面层43的耐热性预焊剂,可以列举四国化成公司的タフエ一ス登录商标,タムラ化研的WPF15登录商标等。
第六实施例
以往用于锡焊的焊剂为了除去氧化膜和防止再氧化,在焊锡表面作为残渣存在固形的松脂以及活性剂成份。用具有同样还原力的材料将焊剂成份置换为分解/蒸发材料,能进一步减少焊剂残渣向探测针尖端部的附着量,减少探测针的清洁作业,能防止因导通不良而引起的误判定。
第七实施例
图13表示根据基板接合区形状/零件电极形状/焊锡材料的组合使得探测针为各种各样形状的例子。
图13A表示探测针接触没有引线状态的触针处51得到导通场合,该场合可以考虑使用探测针52的尖端形状为三角锥或针状。图13B表示相对零件引线54或锡焊部55通过触针得到导通场合,该场合可以考虑使用探测针56的尖端形状为波形状,图中,标记53表示电极部。
图13C表示探测针接触检验员用接合区57得到导通场合,该场合可以考虑使用探测针58的尖端形状裂为四瓣状或针状。图13D表示探测针接触电极部61得到导通场合,其避开包含零件引线59的零件60,该场合可以考虑使用尖端形状为针状的探测针62。不能破坏氧化膜时,通过变更尖端材质或变更压力得到导通。
如上所述,根据触针处及其状态,分别使用具有合适尖端形状的探测针52,56,58,62,进行检查,能提高检查性。
第八实施例
以往的外观组装检查方法是比较锡焊时润湿蔓延状态的方法,由于合格品与不良品的润湿蔓延状态不同,所以,能活用与含铅焊锡场合同样的检查装置进行检查。
图14是用于说明使用不含铅的Sn-Ag-Cu三元系焊锡进行锡焊的芯片元件各种锡焊状态的图。在该图中,标号1表示接合区,2表示元件电极,3表示元件,5表示焊锡,6表示焊锡的平坦部。
图14A表示从侧面看被正确锡焊元件场合的合格品焊锡形状一例,图14B表示在检查机从上面看图14A元件场合。
图14C表示从侧面看没有被正确锡焊元件场合的不良品焊锡形状一例,在本例中表示一头翘起状态,图14D表示在检查机从上面看图14C元件场合。
这里所使用的检验机(没有图示)是处理照相机等所摄图象、根据锡焊后的外观状态进行检查的。使用这种检验机时,对如图14A所示被正确锡焊的合格品,如图14B所示,检验机对剖面线部用表示倾斜的色,能判断进行了润湿蔓延到元件的电极2和基板的接合区1的正常的锡焊。
与此相反,对于如图14C所示没有被正确锡焊的不良品,如图14D所示,检验机对剖面线部中央附近用表示不倾斜的平坦部6的色,能清楚判断焊锡没有正常地润湿蔓延到元件的电极2和基板的接合区1。
使用这种装置,以锡焊后外观判断是否锡焊良好的组装检查方法,对于考虑到环境保护而使用减少了铅的焊锡来说,可以认为是一种有效的方法。
在本实施例的含铅焊锡中,为了得到稳定的焊锡外观形状,在惰性气体中进行锡焊,以补偿因氧引起的润湿性低下,是有效的。
图15表示引线元件的锡焊状态一例,在该图中,标号1表示基板的接合区,2表示元件电极,6表示焊锡平坦部,7表示焊锡倾斜部。
图15A表示从侧面看在惰性气体中进行引线元件锡焊场合一例,图15B表示在检查机从上面看图15A元件场合的图象。如图所示,通过使用惰性气体,焊锡的润湿性好,能牢固地进行基板的接合区1和元件的电极2之间的锡焊。
另一方面,图15C表示从侧面看在大气中进行引线元件锡焊场合一例,图15D表示在检查机从上面看图15C元件场合的图象。如图所示,根据焊锡平坦部6和焊锡倾斜部7判断可知,大气中锡焊场合,比起惰性气体锡焊场合,焊锡不易蔓延。
因此,在图15中,为了进行能润湿蔓延到基板的接合区1和元件的电极2的正常锡焊,比起锡焊材料本身所具有的润湿性来,锡焊时氧引起的氧化的影响更能左右润湿性,能显著地影响锡焊后的外观形状。
比较含铅的锡焊(Sn-Pb)与不含铅的锡焊(Sn-Ag-Cu),能得到同样的锡焊后外观形状,通过在惰性气体中进行锡焊,能以同样的判断基准判定是否良好。
因此,使用以锡焊后外观状态进行检验的装置检验在惰性气体中进行的锡焊,非常有效。
图16表示改变氧浓度测定过检出率的图表,这里所谓“过检出率”是指将合格的锡焊品识别为不良锡焊品的比率,图16A表示在惰性气体环境中氧浓度与过检出率的关系曲线,图16B为图16A中有关点的具体数据。
从该图可知,氧浓度在10000ppm以上时过检出率急剧上升。
因此,在10000ppm前,能得到与含铅焊锡相同的焊锡形状,能使用与以往相同的装置进行锡焊后的外观形状检查。
第九实施例
在上面第八实施例中,说明了锡焊后进行检查的场合,在不能正常进行锡焊可能性大的场合,可以检测后进行修正控制。
下面,说明本发明的第九实施例。
作为锡焊后判断为不良的主要内容,有因供给焊锡过多而引起的短路(参照图4B),以及因供给焊锡不足而引起的断路等。图17表示用于说明因供给焊锡不足而引起的断路的图,图17A表示焊锡膏转印到基板的接合区1后的图,图17B表示锡焊后状态,图17A中焊锡不足的接合区成为没有与元件电极连接的状态。上述不良状态的原因与锡焊供给位置偏离、供给量的过量或不足有很大关系。
下面,再举使用回流炉一下子进行基板上接合区1和元件电极2锡焊接合的回流锡焊处理为例,说明焊锡不足而引起的断路,参照图17进行具体说明。
使用印刷用的罩板,该罩板设有与基板上接合区大致同形状、同大小的开口,从该罩板上面转印印刷焊锡膏。图17A表示印刷后的局部,在该图中,标号8表示焊锡不足处。通常,此后,将元件的电极装到所希望位置。接着,施以使焊锡熔融的热,进行锡焊。这时的状态表示在图17B中,在该图中,标号9表示因焊锡不足引起的断路。以上步骤是一连串检查中之一。
这样,转印焊锡时焊锡不足处8在焊锡熔融后也存在焊锡量不足问题,成为断路9。
同样,转印焊锡后,因零件电极安装后压溃或焊锡加热时塌落等原因,不是焊锡印刷位置或不是正常供给量场合,也会发生因焊锡引起短路的问题。
这样,通过检测或控制焊锡的供给位置或供给量,能预先判定锡焊后的良好与否。在进行锡焊前能评价锡焊后的焊锡状态,这种检查组装方法在铅游离焊锡材料场合也是有效的检查手段。
使用上述实施例的组装检查方法,作成电子电路基板和电子设备,能防止因铅熔出对生态带来坏影响及环境污染。
上面参照附图说明了本发明的实施例,但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更,它们都属于本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种电子元件组装检查方法,包括使用不含铅的锡焊材料将元件锡焊在电子电路基板上的步骤,以及检查步骤,上述检查步骤是通过探测针接触上述电子电路基板上的触针处使触针导通,检查该电子电路基板上的误配线,误装配,不良元件,或锡焊不良;其特征在于:
在上述锡焊步骤中,上述电子电路基板上的触针处的至少一部分施以与元件的焊锡材料相同的焊锡材料。
2.根据权利要求1中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于:上述探测针触针处,使得检验员用接合部的焊锡供给形状与检验员用接合部形状相同。
3.根据权利要求1或2中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述锡焊步骤在惰性气体中进行。
4.根据权利要求1或2中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述探测针触针处中,在除元件电极焊锡部的检验员用接合部外,施以与元件的焊锡材料不同的焊锡材料。
5.根据权利要求4中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述与元件的焊锡材料不同的焊锡材料是以锡-铅合金为基体的材料,或是具有同等以上润湿性的不含铅的材料。
6.根据权利要求1或2中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,在上述锡焊步骤中,在检验员用接合部上设有防止氧化用的由耐高热预焊剂形成的膜。
7.根据权利要求1或2中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,作为上述锡焊时使用的焊剂材料,使用具有氧化还原作用、锡焊时顺序分解、蒸发的焊剂材料。
8.根据权利要求1或2中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,在上述检查步骤中,在检验员用接合部、引线元件触针部或避开安装元件的接合部,使用不同形状探测针,检查触针处。
9.根据权利要求3中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,在具有10000ppm以下氧浓度的惰性气体中进行上述锡焊。
10.根据权利要求9中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述检查步骤是在锡焊后识别焊锡部分形状、根据该所识别的焊锡形状判定锡焊良否的步骤。
11.根据权利要求9中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述检查步骤检测锡焊前焊锡的供给位置或供给量,控制该供给位置或供给量。
12.根据权利要求10中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述检查步骤检测锡焊前焊锡的供给位置或供给量,控制该供给位置或供给量。
13.根据权利要求1或2中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述不含铅的锡焊材料是锡-银-铜系合金。
14.根据权利要求9中所述的电子元件组装检查方法,其特征在于,上述不含铅的锡焊材料是锡-银-铜系合金。
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