在制作BGA焊点即把BGA小球焊接到印制电路板之前,需要选取出合格的小球(因为并非所有熔炼的小球都符合标准),将其用酒精清洗干净并干燥,才能将其焊接到印制电路板上。具体操作过程为:首先将加热平台打开,并将其温度设定为250℃左右,在其温度缓慢上升的过程中,把BGA钎料小球放在印制电路板上,并在小球及其周围涂一些助焊剂,待温度上升到预设温度后,用镊子夹紧印制电路板并将其放在加热平台的中间,当BGA小球刚开始熔化就开始计时30s,30s后关闭加热平台,待其冷却到150℃左右就可以取下印制电路板,此时的焊点基本上已经牢牢的在印制电路板上形成了。需要注意的是焊点形成后,要用超声波把印制电路板清洗一下,去除焊点表面的杂质和助焊剂。论文网
2。2。2 BGA焊点剪切方法
本实验主要采用PTR-1102型焊点强度测试仪对印制电路板板上的BGA焊点进行剪切实验。PTR-1102型焊点强度测试仪是一种专门测试表面组装器件微焊点强度的实验仪器,也可以用来测试印制电路板耐久弯曲程度。如图2-1所示,其主要由主机、夹具、传感器、推刀、双筒实体显微镜等部件构成。它的主要工作原理是:测试的时候,推刀与受试工件产生的力通过传感器传到PTR-1002的主机内,再通过数据线传输到计算机内的软件中,自动绘制成曲线和输出所需数据。
实际操作过程是:首先在电脑中设置一些参数包括设定位移速度0。10mm/s,测力传感器为20kg等,然后将焊有BGA小球的印制电路板放在测试仪基板上面,对准好了之后,打开设备开关,按照操作规范进行试验,最终得出相应的数据。为了实验的准确性,选取多组有效数据进行对比,求其平均值,然后进行分析研究。
图2-1 PTR-1102型焊点强度测试仪
2。3焊接模拟件力学性能测试
2。3。1焊接模拟件剪切原理
众所周知,若想了解某种钎料的焊点力学性能,首先得知道其所受的剪切力,通过测量其断口面积就能知道所受的剪切强度,进而可以知道该钎料的可靠性。一般情况下,在焊点剪切过程中,钎料所能承受的剪切强度小于抗拉强度,而承受剪切力的往往是钎料,因此,通过测试焊点的剪切力来研究焊点的可靠性是比较科学合理的。本实验中主要采用万能试验机对经液态时效后的Cu板进行剪切性能测试分析,详细的计算步骤如2-1所示:
式中:τ为焊点剪切强度(MPa);
F为焊点破坏载荷(N);
A为焊点断口的实际面积(mm2)[37]。
2。3。2焊接模拟件剪切设备
本实验采用电子万能试验机对焊接接后的模拟Cu板上的焊点进行剪切试验。万能试验机是一种主要应用于金属、非金属及复合材料的拉伸、压缩、弯曲,也可增配相应附件完成剪切、剥离、撕裂、松弛、蠕变、往复等力学性能试验的一种设备。通过设置试验参数,在实验结束后可以获得力与位移曲线及其相关的数据图表。如图2-2所示,万能试验机主要由测量系统、驱动系统、控制系统及电脑(电脑系统型拉力试验机)等结构构成。
图2-2电子万能试验机
2。3。3剪切实验步骤
将已经准备好的试样首先用夹具夹紧,然后把夹具放在压缩平台上,接着打开试验机,用一定的冲击力冲击试样,并观察试样的弯曲断列过程,最终得出所需要的In-Sn无铅钎料的力学性能。具体的试验步骤如下:
1)准备好所有的材料,包括In-Sn无铅钎料(要求In-Sn钎料被切成均匀的小部分)
2)在夹具上涂一些助焊剂,然后把样品夹紧。
3)将夹有样品的夹具放在电子万能试验机平台上,然后根据万能试验机的操作规范进行操作(操作前要设置好参数)。