Kapag na-debug natin ang BGA soldering reflow profile, dapat nating isaalang-alang ang activation temperature range ng Solder Paste, ang solder ball alloy na melting point, at ang pamamahagi ng kapasidad ng init ng PCB sa isang coupled na paraan. Hindi namin maaaring ayusin ang isang tiyak na temperatura zone sa paghihiwalay; kung hindi, ang sobrang maikling soak zone ay magdudulot ng hindi sapat na volatilization ng mga residue ng Flux, habang ang sobrang mabilis na pagtaas ng temperatura sa peak zone ay magiging sanhi ng pag-solid ng solder bago ganap na ma-release ang tensyon sa ibabaw, at sa gayon ay ma-trap ang gas at bumubuo ng mga void.
Dapat kontrolin ang rate ng pag-init ng preheat zone sa pagitan ng 1.2 ℃/s at 1.8 ℃/s. Ang hanay na ito ay hindi lamang masisiguro ang mabagal na pagtakas ng mga solvent ngunit pinipigilan din ang pagbagsak ng solder paste. Kung ang rate ay lumampas sa 2.0℃/s, ang linya ng produksyon ng JJY ay isang beses na magkasunod na nakaranas ng solder joint edge spike na sinamahan ng void area ratio na higit sa 35% sa tatlong batch ng BGA device. Ang muling pagsusuri ay nagsiwalat na ito ay sanhi ng napaaga na carbonization ng rosin resin sa solder paste, na humarang sa mga channel ng tambutso.
Ang temperatura ng soak zone ay nakatakda sa pagitan ng 150 ℃ at 170 ℃, na may tagal na hindi bababa sa 90 segundo. Dapat masakop ng window na ito ang peak ng decomposition ng lahat ng mga organic na carrier sa solder paste. Sinukat namin gamit ang mga thermocouple na ang aktwal na temperatura sa gitnang punto ng ibaba ng BGA ay 12 ℃ na mas mababa kaysa sa setting ng furnace. Samakatuwid, kapag ang display ng temperatura ng furnace ay nagpapakita ng 160 ℃, ang aktwal na halaga ay 148 ℃ lamang. Kung ang ipinapakitang oras ay nakatakda sa 60 segundo, ang aktwal na epektibong oras ng pagbabad ay magiging mas mababa sa 45 segundo, at ang void rate ay hindi maiiwasang rebound.
Ang reflow peak na temperatura ay hindi mas mataas, mas mabuti. Ang theoretical melting point ng Sn63Pb37 solder balls ay 183 ℃, ngunit ang BGA soldering ay nangangailangan ng peak na umabot sa 217 ℃ ± 3 ℃ at mapanatili sa loob ng 45 ± 5 segundo. Sa ibaba ng 215 ℃, ang pagtunaw ng solder ball ay hindi sapat, at ang mga void ay hindi mapipiga ng tunaw na daloy ng metal. Sa itaas ng 220 ℃, ang PCB pad copper foil ay madaling kapitan ng oksihenasyon at ang solder mask blisters. Kinumpirma ng X-ray sampling inspection ng JJY na sa ilalim ng 217 ℃ na platform, ang mga void ay puro sa 4×4 na lugar sa gitna ng BGA, habang sa 219 ℃, ang mga void sa lugar na ito sa halip ay lumalawak, na nagpapahiwatig na ang sobrang init ay nagdudulot ng marahas na vaporization ng flux, na bumubuo ng reverse air pressure disturbance.
Ang bilis ng paglamig ay pare-parehong kritikal at dapat mapanatili sa pagitan ng -2.5℃/s at -4.0℃/s. Ang masyadong mabilis ay magdudulot ng mga microcrack sa solder joint at magpapatibay sa void morphology, habang ang masyadong mabagal ay magwawala sa mga butil at magpahina sa lakas ng paggugupit. Inihambing namin ang mga pagkakaiba sa slope ng cooling zone sa parehong batch ng furnace. Sa ilalim ng kondisyon na -3.2℃/s, ang BGA solder joint thrust PASS rate ay 99.6%, habang sa -1.8℃/s, ang thrust PASS rate ay bumagsak sa 87.3%. Sabay-sabay na ipinakita ng X-ray na ang mga void contours ng huli ay mas iregular at karamihan ay konektado.
Sa bawat oras na gumamit ng bagong batch ng solder paste o binabago ang kapal ng PCB board, ang furnace temperature test board ay dapat na muling patakbuhin. Dahil ang thixotropic index at solvent boiling point ng iba't ibang solder paste ay maaaring mag-iba ng hanggang 15 ℃, at ang thermal inertia ng 2.0mm makapal na FR4 board ay 23% na mas mataas kaysa sa isang 1.6mm board. Kung ginamit ang lumang profile, ang aktwal na temperatura sa soak zone ay magiging higit sa 8 ℃ na mas mababa, na direktang nagiging sanhi ng void rate na tumalbog sa higit sa 12%.
