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应用笔记3505

采用无铅(Pb)装配流程装配高含铅的DS2502倒装芯片

摘要:欧盟最近颁布的限制有害物质指令(RoHS)禁止在电子电气元件中使用金属铅(Pb)。受该指令影响,装配流程也必须是无铅的(Pb-free)。尽管DS2502倒装芯片在RoHS指令中受豁免,但其仍可采用无铅回流焊流程装配。本篇应用笔记详细介绍了所使用的无铅装配流程,以及装配后进行的可靠性测试。根据RoHS指令,在无铅回流焊流程中许多装配环节必须采用无铅焊料。Dallas Semiconductor采用峰值温度为250°C的回流焊装配流程装配了396个倒装芯片。装配完成后对倒装芯片进行了工业标准可靠性测试。所有DS2502倒装芯片均未出现关键失效,并全部通过可靠性评估。由此可以断定,DS2502可采用本文档提供的参数进行无铅回流焊装配。

引言

欧盟最近颁布法令,限制在电子电气元件中使用金属铅(Pb)。该法令被正式称为2002/95/EC指令,但通常被称为限制有害物质指令(RoHS)。RoHS的附录(第5页)中包含该指令的豁免条件。其中第7条为:“高温融化焊料中的铅(如:锡铅焊料合金中铅含量超过85%)。”Dallas的焊点工艺,通常被称作“倒装芯片”,采用含铅(Pb) 95%的高熔点焊点结构,在RoHS中受豁免。有关DS2502所含物质的详细分析,请参考附录A中列出的DS2502有害物质成分。

根据RoHS指令,在无铅回流焊流程中许多装配环节必须采用无铅焊料。经过无铅流程装配的DS2502成功通过了可靠性测试。本文档介绍了所采用的回流焊流程和相关的可靠性测试。

电路板无铅回流焊装配流程

DS2502倒装芯片采用Tg > 170°C的高温,FR4 PC板材装配。电路板的CAD图见附录B。倒装芯片采用Indium Corporation of America®的Indium5.1无铅焊膏(参见Indium5.1LS产品数据资料)焊接在电路板上。DS2502电路板采用5温区BTU SSA 70型回流焊炉装配。焊炉传送机构设置为每分钟移动25英寸,1至5温区的温度分别设置为185°C,200°C,215°C,270°C和300°C。峰值回流焊温度为250°C。回流焊温度曲线如图1所示,也可参考附录C

图1. DS2502回流焊温度曲线
图1. DS2502回流焊温度曲线

DS2502可靠性测试

对经过无铅回流焊流程装配的396个电路板进行了工业标准可靠性测试。包括工作寿命,存储寿命,温度循环,温湿度偏压以及非偏压耐潮。所有测试完成后DS2502倒装芯片的关键失效数为零。可在线获取含所有测试结果的可靠性报告。

总结

根据RoHS豁免附录第7条,Dallas Semiconductor的DS2502倒装芯片在RoHS指令中受豁免。但是该倒装芯片仍可采用无铅回流焊流程装配。Dallas Semiconductor采用峰值回流焊温度为250°C的流程装配了396个倒装芯片电路板。装配完成后进行了工业标准可靠性测试,DS2502倒装芯片的关键失效数为零,并通过了可靠性评估。由此可以断定,DS2502倒装芯片可采用本文档提供的参数进行无铅回流焊装配。

附录A. DS2502有害物质成分
附录A.  DS2502有害物质成分
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附录B. 高温FR4材料图
附录B. 高温FR4材料图
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附录C. 无铅回流焊温度曲线
附录C. 无铅回流焊温度曲线
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