采用无铅(Pb)装配流程装配高含铅的DS2502倒装芯片_技术

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(无Pb)。尽管DS2502倒装芯片在RoHS指令拥有豁免权，但其已经成功地采用了无铅回流装配工艺。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。测试数据表明，只要满足本文列出的规格要求，DS2502倒装芯片完全可以采用无铅回流工艺装配。

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%)。”Maxim的焊点工艺，通常称作“倒装芯片”，由于采用含铅(Pb) 95%的高熔点焊点结构，因而符合第7条的豁免条件，在RoHS中受豁免。请参考附录A中列出的DS2502有害物质成分。

铅对环境的影响在美国，仅1998年一年就有约10,900吨金属铅用于电子元件焊接。这些金属铅最终会随着废弃的电子元件流入垃圾场。2006年美国的垃圾场共堆存了超过460万吨的废弃电子元件。随着RoHS指令的广泛实施，将大大降低电子元件焊接中的铅用量以及废弃电子元件中的铅总量。

为达到RoHS指令的要求，许多制造商开始使用无铅装配流程。这些装配流程能够减少流入垃圾场的金属铅总量，进而有利于环保。

按照RoHS指令的要求，在无铅回流焊工艺，许多装配工艺必须使用无铅焊料。虽然倒装芯片拥有RoHS指令的豁免权，Maxim仍采用了峰值温度达250°C的回流焊工艺对超过396种倒装芯片进行装配。装配完成后，倒装芯片需接受工业标准的可靠性测试。DS2502倒装芯片的关键失效数为零，并且成功通过可靠性测试。本文说明了所使用的回流焊工艺流程以及可靠性测试的相关内容。

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 PCB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

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。可在线获取包含所有测试结果的可靠性报告。

总结根据RoHS指令附录第7条，Maxim的DS2502倒装芯片在RoHS指令中受豁免。但是为了更有利于环保，该倒装芯片仍可采用无铅回流焊流程装配。Maxim已采用峰值回流焊温度为250°C的流程装配了超过396种倒装芯片电路板。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