Ang mga pangunahing control board ng mga base station ng 5G na komunikasyon at ang mga pangunahing power board ng mga pang-industriya at komersyal na sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ay nagpapataw ng mahigpit na mga kinakailangan sa pangmatagalang pagiging maaasahan ng BGA soldering. Ang mga naturang mainboard ay karaniwang gumagamit ng malalaking sukat, mataas na I/O-density na FPGA at SoC chips, na ang mga BGA solder ball ay kadalasang available sa dalawang detalye na 0.3mm at 0.4mm ang lapad, at ang mga substrate ay kadalasang gawa sa mga high-TG na materyales na may higit sa 6 na layer. Ang problema sa thermal expansion coefficient mismatch ay mas kitang-kita kaysa sa mga mainboard ng consumer. Kung ang peak temperature deviation ng Reflow Soldering ay lumampas sa ±3 ℃ o ang time fluctuation sa itaas ng liquidus ay lumampas sa 15 segundo, madali itong hahantong sa microcracks sa solder joints o hindi pantay na paglaki ng interface IMC layer.
Ang pagbubukas ng stencil ay dapat tumugma sa laki ng solder ball at substrate warpage trend
Para sa 0.12mm makapal na laser-cut stencil na na-customize namin para sa JiaJinYuan, isang 92% area ratio opening ay pinagtibay para sa 0.3mm solder balls, habang ang isang 88% area ratio ay ginagamit para sa 0.4mm solder balls. Ang pambungad na hugis ay pantay na bilugan upang maiwasan ang matalim na pagguhit sa sulok. Sa panahon ng pag-print, ang warpage ng PCB bago mag-load ay dapat na subaybayan nang sabay-sabay. Kapag ang unilateral warpage ng BGA area ay >0.15mm, ang linya ay dapat na ihinto kaagad upang palitan ang materyal; kung hindi, ang rate ng paglipat ng solder paste ay bababa ng higit sa 12%, na magreresulta sa mga hindi katanggap-tanggap na mga depekto na may void rate na >25% na nabuo ng hindi sapat na mga solder joint pagkatapos ng reflow.
Ang reflow soldering profile ay dapat na dynamic na nababagay ayon sa kapal ng chip package
Para sa energy storage main control BGA device na may kapal na >2.0mm, ipinag-uutos naming i-extend ang soaking zone sa 110 segundo upang ganap na i-activate ang Flux at i-discharge ang internal moisture. Samantala, ang peak temperature ay nakatakda sa 238 ℃ ± 2 ℃, at ang oras sa itaas ng liquidus ay kinokontrol sa 65 ± 5 segundo. Ang kumbinasyon ng parameter na ito ay patuloy na na-verify sa linya ng produksyon ng JiaJinYuan para sa 37 batch ng mga board, at ang void rate ng solder joints sa X-ray sampling inspection ay lahat ng <8%, na mas mababa kaysa sa itaas na limitasyon na 25% na tinukoy sa IPC-A-610G Class 3 standard.
Ang inspeksyon pagkatapos ng paghihinang ay hindi maaaring umasa lamang sa AOI, ngunit dapat na dagdagan ng X-ray at cross-section na pag-verify
Ang AOI ay ganap na hindi epektibo para sa BGA bottom solder joints. Itinakda namin na ang unang limang board ng bawat batch ay dapat na 100% inspeksyon ng isang X-ray machine, na may pagtuon sa bridging at void distribution sa corner solder joints. Kung ang void area ng isang solong solder joint ay makikitang >15%, ang stencil cleaning records at squeegee pressure data ng nakaraang 3 oras ay dapat masubaybayan pabalik. Kasabay nito, 2 mass-produced boards ang random na sinasample bawat buwan para sa metallographic cross-section upang kumpirmahin kung ang kapal ng IMC ay stable sa hanay na 3.2～4.1μm. Kapag lumagpas na ito sa hanay na ito, ang halaga ng kompensasyon ng thermocouple ng reflow oven ay dapat i-calibrate kaagad.
Ang pangmatagalang pagpapatunay sa pagtanda ay hindi isang pormalidad lamang, ngunit upang mai-lock sa hangganan ng kabiguan
Direkta naming inilalagay ang buong makina nang walang anumang pag-aayos pagkatapos ng paghihinang sa isang 85℃/85%RH environmental chamber, patuloy na pinapagana ito sa loob ng 1000 oras, at pagkatapos ay binuwag ang mga BGA device. Ang solder joint interface ay sinusunod ng SEM. Walang abnormal na pagbabagong-anyo ng phase mula sa Cu6Sn5 hanggang Cu3Sn ang natagpuan sa lahat ng mga sample, at walang naobserbahang senyales ng pagbabalat sa pagitan ng mga solder ball at pad. Ipinapahiwatig nito na ang kasalukuyang seleksyon ng Solder Paste (SN100C+0.5%Ni), diskarte sa pagbubukas ng stencil at profile ng reflow ng JiaJinYuan ay nakabuo ng closed-loop na pagtutugma, na tunay na sumusuporta sa 10-taong buhay ng serbisyo na kinakailangan para sa 5G at mga sitwasyon sa pag-iimbak ng enerhiya.
