LCC装配和焊接要求

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LCC装配和焊接要求

介绍

SnPb63/37已经在世界范围内被用作为SMD安装的标准共熔材料。因此,人们提出了一种基于这种材料和MS8000 系列相兼容的工艺。总之,考虑到法律和环境因素,这一方面是由于铅的使用,另一方面是由于先进的技术装配引起的应力,人们提出了替代铅的免费焊料以及低应力材料。

LCC-48外壳说明和装配

LCC48的外形尺寸都显示在图1中。引脚之间的平均间距为1毫米。为了保证在安装过程中产品的正确方向,管脚1的长度更长(参见图1俯视图)。为了提高从顶部对这个方向的对照,对应引脚1位置一侧的盖子上面印有一个附加的点。

LCC-20外壳说明和装配

LCC20的外形尺寸都显示在图2中。引脚之间的平均间距为1.27毫米。为了保证在装配过程中产品的正确方向,管脚1的长度更长(参见图2的俯视图)。为了提高从顶部对这个方向的对照,在对应引脚1位置一侧的盖子上面印有一个附加的点。

图1: MS8000外形尺寸

图1: MS8000外形尺寸

图2: MS9000外形尺寸

图2: MS9000外形尺寸

应力处理

由LCC包装焊接引起的应力是MEMS所关注的一个特殊问题。尤其是当谈到高端的电容式传感器时,为了得到良好的应力同质性并且使加速度传感器牢牢地固定到PCB上,原则上,所有的48个或20个焊盘必须被焊接到加速度传感器上。当封装尺寸较大时,这一点尤其重要。

Sn63Pb37 是电子和微电子领域标准化生产时主要使用的焊接材料。就润湿性、成本,热传导性和电传导性而言,这种合金是完美的,但是对于封装引起的应力方面它是有局限性的。此外,欧共体对于在微电子领域全面取消使用铅(Pb)已经确定了日期(2006年7月)。因此,提出了以下两种替代的材料。它们都具有25 ppm /°C以下的热膨胀系数(CTE),并且是可能的解决方案。

Sn95.5Ag3.8Cu0.7 是一种固–液共熔合金(215℃ – 225℃),是迄今为止在微电子界确认的锡 – 铅最佳替代品。银的存在,提高了机械特性。相比于Sn63Pb37,它更容易获得,并且其焊接工艺更加紧密。更重要的是,这种材料引起的应力相较于前者低25%。

Sn42Bi58 较为少见,但是,可以肯定它对MEMS组件的装配更好。由于铋的存在,这种共熔材料具有较低的熔点,因此产生的应力较小并表现出极好的润湿性。这种材料所引起的应力比Sn63Pb37材料可低50%。

物理特性

Sn63Pb37

Sn95.5Ag3.8Cu0.7

Sn42Bi58

熔点 [°C] 183 216 138
CTE [ppm/°C] 25 23 15
抗拉强度[MPa] 32 4 55

SMD加工

各种材料 的焊接条件,由供应商给出,并已由Colibrys测试通过。典型曲线如下:

a

Sn63Pb37

升温速率 0.5 到 1 [度/秒]
液相阶段 30 到90 秒,在最高温度 215度时
冷却速度 < 4 度/秒 (应力问题,越慢越好)

 

b

Sn95.5Ag3.8Cu0.7

升温速率  0.5 到 1 [度/秒]
液相阶段 30 到90 秒,在最高温度 230度时
冷却速度 < 4 度/秒 (应力问题,越慢越好)

c

Sn42Bi58

升温速率 0.5 到 1 [度/秒]
液相阶段 30 到90 秒,在最高温度175度时
冷却速度 < 3度/秒 (应力问题,越慢越好)