6 的電氣部件9(23微米凹坑)的拉力測(cè)試平均大約17鎊更高，圖17A的電氣部件72(150微米凹 坑)平均大約22.8鎊更高，而圖18的電氣部件76(250微米凹坑)平均大約28.6鎊更高。與并 不具有焊劑孔16的圖15的基礎(chǔ)對(duì)照電氣部件68相比，在本發(fā)明中的焊劑孔16能保護(hù)并且保 持在焊料12表面上的更多的焊劑14免于在裝運(yùn)和搬運(yùn)期間被磨損。在裝運(yùn)和搬運(yùn)而磨損 后，借助本發(fā)明的焊劑孔16增加在焊料12的表面上保持的焊劑量的能力能增加至基板66的 焊接接頭的強(qiáng)度。這通過(guò)相比于基礎(chǔ)對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)部件68(圖15)增加牽拉強(qiáng)度而顯然。盡 管圖15的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)照部件68具有5微米凹坑，顯然，通過(guò)低拉力測(cè)試結(jié)果，與本發(fā)明 的測(cè)試實(shí)施例相比，5微米的凹坑太小而不能充當(dāng)或認(rèn)為是焊劑孔16以保護(hù)焊劑14防止磨 掉。更低拉力的測(cè)試結(jié)果可以與更多的焊劑14磨掉相關(guān)，導(dǎo)致更弱的焊接接頭。隨著焊劑孔 16的大小增加，在圖16、圖17A和圖18的電氣部件70、72與76之間本發(fā)明的牽拉強(qiáng)度增加，這 可能是由于與較小的焊劑孔相比，更大的焊劑孔16(寬度和/或深度)能保護(hù)并保持焊料12 上更大量的焊劑14在裝運(yùn)和搬運(yùn)期間免受磨損。
[0058] 圖19示出了在基板66上用于焊接的電氣部件76的終端焊盤10,其中焊劑4保持在 焊劑孔16的圖案32中，焊劑孔16在焊料12中延伸250微米深，并且在由于裝運(yùn)和搬運(yùn)而磨損 之后，某些焊劑14仍在焊料12的外表面上。出于說(shuō)明目的，在脊17的底部或外面上的焊劑14 的厚度被示出過(guò)大，并且可能較薄使得脊17通常接觸或接近接觸基板66。包圍焊劑孔16的 隆起或向外延伸的脊17使焊劑孔16內(nèi)的焊料12的各部分80在基板16上方或者遠(yuǎn)離基板66 隆起或均勻地在X方向和y方向上均勻地分隔或間隔，并且使其不與基板66接觸。這使得焊 料12的隆起或間隔開(kāi)的部分80脫離與基板66散熱接觸，在焊接期間，當(dāng)從焊接裝置施加熱 量時(shí)，允許焊料12更均勻地加熱和熔化，并且以更低溫度或者更少輸入熱量持續(xù)較短時(shí)段。 由焊劑孔16形成的隆起部分80也提供空間以用于焊料12和焊劑14在焊接期間流動(dòng)。這也能 增加具有更大焊劑孔16的電氣部件的拉力測(cè)試結(jié)果。焊劑孔16越大，在焊劑孔16內(nèi)焊料12 的部分80能與待焊接的基板66間隔開(kāi)越遠(yuǎn)，并且更多的空間可用于使焊料12運(yùn)動(dòng)和流動(dòng)。 焊劑孔16和脊17也可以通過(guò)在X方向和y方向上在基板66上形成相同大小并且等距間隔開(kāi) 的焊料散熱接觸點(diǎn)而在焊接表面上提供更一致的熱分布，并且也提供相同大小并且等距間 隔開(kāi)的熱流動(dòng)路徑。
[0059]測(cè)試2-含鉛焊料
[0060] 具有約25 %錫、62 %鉛、10 %鉍和3 %銀組合物的含鉛焊料層12的每個(gè)電氣部件68 (圖15現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)照，5微米凹坑）、電氣部件70(圖16,23微米凹坑）、電氣部件72(圖 17A、150微米凹坑)和電氣部件76(圖18、250微米凹坑）的50個(gè)樣品在正常生產(chǎn)過(guò)程中被噴 涂有適合于含鉛焊料組合物的焊劑14(Xersin 514紅焊劑)并且允許干燥一夜。然后將所有 樣品無(wú)填料地包裝以允許零件在包裝內(nèi)運(yùn)動(dòng)并且通過(guò)聯(lián)合包裹服務(wù)公司從羅德島的一個(gè) 地點(diǎn)裝運(yùn)到羅德島的另一個(gè)地點(diǎn)，通過(guò)裝運(yùn)和搬運(yùn)使焊劑14的各部分從終端焊盤10碰掉或 磨掉。然后使用標(biāo)準(zhǔn)Antaya Q-Box焊接裝置以950瓦秒將每種不同類型或?qū)嵤├碾姎獠?件68、70、72和76的八個(gè)樣品焊接到測(cè)試玻璃基板66上。每種不同部件68、70、72和76的八個(gè) 樣品然后進(jìn)行破壞性拉力測(cè)試以確定將焊接的電氣部件從基板66上拉下所需的力。用于具 有含鉛焊料12層的電氣部件的每種不同類型的八個(gè)樣品的以鎊為單位的平均拉力在下表2 中提供。
[0061]
[0062]用于含鉛焊料12的焊劑14常常不像無(wú)鉛焊料的焊劑14那樣傾向于磨削和剝落、碰 磨和磨損。因此，利用含鉛焊料，在羅德島內(nèi)裝運(yùn)的圖15的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)照部件68并不具 有低于本發(fā)明中具有焊劑孔16的圖16、圖17A和圖18的部件70、72和76的拉力測(cè)試。盡管在 本發(fā)明中圖16A、圖17A和圖18的部件70、72和76具有低于圖15的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)照部件68 的拉力測(cè)試結(jié)果，力的大小仍遠(yuǎn)高于焊接到玻璃基板66上的22.4鎊的最小所希望的力閾 值。通過(guò)比較表1用于無(wú)鉛焊料的結(jié)果與含鉛焊料的表2的結(jié)果，可以看出，具有含鉛焊料12 的圖16、圖17A和圖18的部件70、72和76的拉力測(cè)試力結(jié)果通常與具有無(wú)鉛焊料12的圖16、 圖17A和圖18的部件70、72和76的拉力測(cè)試力結(jié)果相似數(shù)值的力。因此，對(duì)于含鉛和無(wú)鉛的 焊料組合物，在本發(fā)明中使用焊劑孔16可以提供超過(guò)所希望的最小要求的大體上數(shù)值上或 統(tǒng)計(jì)學(xué)上一致并且類似的拉力測(cè)試力結(jié)果，使得圖16、圖17A和圖18的部件70、72和76和焊 劑孔16的相同配置可以用于含鉛焊料和無(wú)鉛焊料12。這能通過(guò)僅改變?cè)谥圃鞕C(jī)械中所用的 焊料和焊劑類型而使制造過(guò)程在含鉛和無(wú)鉛焊料部件之間快速并且容易地改變。盡管對(duì)于 短裝運(yùn)距離而言，在含鉛焊料12層中具有焊劑孔16可能并不具有拉力測(cè)試性能優(yōu)點(diǎn)，但優(yōu) 點(diǎn)在于當(dāng)從具有無(wú)鉛焊料12的電氣部件變換為具有含鉛焊料12的電氣部件時(shí)制造加工設(shè) 備無(wú)須改變。盡管用于短裝運(yùn)距離的測(cè)試焊劑孔16并未向含鉛焊料12提供增加的性能，在 無(wú)鉛焊料12上保護(hù)并且保持足量更脆性焊劑14的相同的制造設(shè)備和電氣部件設(shè)計(jì)提供一 致的更強(qiáng)的焊接接頭的能力是有利的。然而，預(yù)期對(duì)于更長(zhǎng)的裝運(yùn)距離，例如，在越野或海 外裝運(yùn)時(shí)，更多的焊劑14將從圖15的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)照部件67上的含鉛焊料12層磨掉。因 此，對(duì)于較短裝運(yùn)距離而言，焊劑孔16提供用于預(yù)焊劑處理的無(wú)鉛焊料12的中間增加的焊 料接頭性能，而對(duì)于長(zhǎng)距離裝運(yùn)，除了預(yù)焊劑處理無(wú)鉛焊料12，應(yīng)提供用于預(yù)焊劑處理含鉛 焊料12的增加的焊料接頭性能。
[0063]參考圖20,樣品電氣部件60焊接到基板66上，在終端焊盤10上的焊料層12上具有 變化的焊劑14覆蓋百分率，并且進(jìn)行破壞性拉力測(cè)試，以確定焊劑孔16應(yīng)保持的所希望的 焊劑保持覆蓋率量。曲線圖的曲線示出了在50%與100%之間焊劑覆蓋率，使得在統(tǒng)計(jì)上， 在50%與100%之間的焊劑覆蓋率提供大約相同的拉力測(cè)試結(jié)果(平均在約157鎊與163鎊 之間）。該曲線圖的曲線從25%焊劑覆蓋率到50%焊劑覆蓋率更快地升高。可以看出，通過(guò) 比較表1和2的拉力測(cè)試力結(jié)果，與在圖20的曲線圖中提供的拉力測(cè)試力結(jié)果，用于具有無(wú) 鉛焊料組合物和含鉛焊料組合物的焊劑孔16的本發(fā)明的部件70、72和76的拉力測(cè)試力數(shù)通 常在統(tǒng)計(jì)上與至少大約50%焊劑覆蓋率或更高（50%或100%范圍）的拉力測(cè)試數(shù)相當(dāng)。顯 然，基于測(cè)試結(jié)果，在本發(fā)明中的焊劑孔16能向電氣部件70、72和76的終端焊盤10的焊料12 上的焊劑14提供保護(hù)防止在裝運(yùn)和搬運(yùn)期間受到磨損，以保持總體上、平均地、在統(tǒng)計(jì)上或 近似地焊劑14在焊料12上至少大約50%或更高的覆蓋率。
[0064] 參考表1，用于具有無(wú)鉛焊料12和對(duì)應(yīng)焊劑14的基礎(chǔ)對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)焊劑14的圖15 的基礎(chǔ)對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)電氣部件68的平均拉力測(cè)試結(jié)果為135.8鎊。參考圖20的曲線圖，這將 與遠(yuǎn)小于50%的焊劑覆蓋率、大約35%焊劑覆蓋率相關(guān)。這意味著僅通過(guò)在羅德島州內(nèi)裝 運(yùn)磨損掉高百分率的焊劑14(大約65%)?？梢钥闯觯诂F(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)照部件68中的5微米 凹坑并不對(duì)焊劑14提供保護(hù)，并且因此并不充當(dāng)并且不能認(rèn)為是焊劑孔?？鐕?guó)或海外裝運(yùn) 基礎(chǔ)對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)電氣部件68將可能提供在基礎(chǔ)對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)電氣部件68與本發(fā)明無(wú)鉛 的焊料12和對(duì)應(yīng)焊劑14的電氣部件70、72和76之間的拉力測(cè)試結(jié)果之間更大的差異。
[0065] 參考表2,用于具有含鉛焊料12和相對(duì)應(yīng)焊劑的圖15的基礎(chǔ)對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)電氣部 件68的平均拉力測(cè)試結(jié)果是185.8鎊。參考圖20的曲線圖，這將意味著對(duì)于用于在羅德島內(nèi) 較短裝運(yùn)距離，對(duì)于無(wú)焊劑孔16的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)照電氣部件68,就含鉛焊料12組合物和 相對(duì)應(yīng)的焊劑14而目，尚于50%的足量的焊劑14能保持在焊料12的表面上。如先如所提到 的那樣，跨國(guó)或海外裝運(yùn)具有含鉛焊料12的電氣部件將預(yù)期可能會(huì)造成更多的焊劑14磨 損，并且提供接近無(wú)鉛焊料12結(jié)果的測(cè)試結(jié)果。
[0066]即使焊劑孔16并未向含鉛焊料提供牽拉力性能的增加，諸如對(duì)于短裝運(yùn)距離而 言，通過(guò)使用無(wú)鉛焊料組合物和含鉛焊料組合物的工業(yè)，對(duì)于無(wú)鉛和含鉛焊料12組合物和 對(duì)應(yīng)焊劑14而言，在本發(fā)明中具有焊劑孔16的電氣部件70、72和76能在由于裝運(yùn)和/或搬運(yùn) 而磨損之后，提供總體上在統(tǒng)計(jì)上至少大約50%焊劑14的覆蓋率?？梢钥闯鼍哂性诩s 0.05mm(50微米)至0.51mm(510)微米范圍的寬度或直徑，大約0.023(23微米)至0.25111111(250 微米)范圍的深度和大約〇.〇35mm(35微米)至0.89mm(890微米)范圍的間距的焊劑孔16提供 充分的焊劑14保護(hù)和保持以免于在裝運(yùn)和搬運(yùn)期間被磨損，從而獲得一致可接