Ang pangunahing sanhi ng pagpo-popping ng solder paste sa moisture-absorbed PCB sa panahon ng reflow soldering ay ang mabilis na pagbabago ng phase ng moisture adsorbed sa loob ng substrate sa panahon ng reflow preheating stage. Kapag ang moisture absorption ng PCB ay lumampas sa kritikal na halaga na 0.15%wt na tinukoy sa Talahanayan 4-1 ng J-STD-020D, at ang preheating zone heating rate ay lumampas sa inirerekomendang itaas na limitasyon na 3℃/s sa IPC/JEDEC-9704, ang mga molekula ng tubig ay nag-iipon sa interface sa pagitan ng glass bubble high-pressure na tela at resin upang bumuo ng lokal na tela ng high-pressure ng salamin Kapag lumampas na ang pressure na ito sa lakas ng shear ng solder paste printing layer (typical value na 0.8～1.2MPa), magdudulot ito ng flux ejection at solder splashing. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay partikular na kitang-kita sa mga lugar ng BGA na may kapal ng FR-4 board >1.6mm at copper foil area ratio >65%.
Ayon sa Clause 8.3.2 ng IPC-A-610G, kung ang diameter ng voids na nabuo sa pamamagitan ng solder popping ay >25% ng diameter ng pad, ito ay hinuhusgahan bilang isang depekto. In aktwal na mga linya ng produksyon, ang laki ng void ng karamihan sa mga kaso ng pagkabigo ay puro sa hanay na 120～180μm, na eksaktong tumutugma sa kritikal na tolerance threshold ng 0.3mm pitch QFN pad. Sa oras na ito, natuklasan ng inspeksyon ng X-ray na ang void rate ay madalas na umabot sa higit sa 35%, na higit sa 15% na linya ng kontrol na inirerekomenda ng IPC-7095C. Mas seryoso, haharangin ng mga residue ng solder popping ang mga stencil aperture, na humahantong sa solder bridging o hindi sapat na solder sa mga susunod na batch. Isang pabrika ng automotive electronics ang minsang nag-scrap ng 2300 ADAS main control board sa mga batch dahil sa isyung ito.
Ang pamantayan ay nag-uutos na ang mga MSL3 grade PCB ay dapat na naka-imbak sa isang kapaligiran na ≤30 ℃/60%RH pagkatapos buksan, at ang pinagsama-samang oras ng pagkakalantad ay hindi dapat lumampas sa 168 na oras. Gayunpaman, madalas na binabalewala ng mga tauhan sa frontline ang paglihis ng pagkakalibrate ng mga hygrometer sa kapaligiran. Ang sinusukat na RH display value ng isang partikular na workshop ay 58% habang ang tunay na halaga ay umaabot sa 72%, na nagpapabilis sa aktwal na moisture absorption rate ng mga PCB ng 2.3 beses. Kasabay nito, mayroong isang karaniwang hindi pagkakaunawaan sa setting ng baking temperature. Ang J-STD-033C ay tahasang ipinagbabawal ang paggamit ng 125 ℃ bilang pangkalahatang parameter ng pagluluto sa hurno. Para sa mga flexible PCB na naglalaman ng mga PET reinforcement sheet, ang temperatura ay dapat na bawasan sa 80 ℃ at ang oras ng pagbe-bake ay pinalawig sa 24 na oras, kung hindi, ang reinforcement sheet ay kulubot at magiging sanhi ng abnormal na pag-scrape ng stencil.
Na-verify namin ang epekto ng iba't ibang paraan ng pagluluto sa solder popping rate. Sa ilalim ng parehong MSL grade, ang solder popping rate pagkatapos ng paggamot sa isang vacuum oven (-0.095MPa) sa loob ng 4 na oras ay 0.07%, habang ang sa isang conventional convection oven (125℃/8h) ay tumataas sa 0.62%. Ang pangunahing dahilan para sa pagkakaiba ay ang kapaligiran ng vacuum ay maaaring mapabilis ang paglipat ng kahalumigmigan sa malalim na micropores. Gayunpaman, dapat tandaan na kung ang vacuum degree ay lumampas sa -0.1MPa, ang solder mask ink ay paltos, na naging sanhi ng rework rate ng isang LED packaging factory na tumaas ng 11 percentage points. Samakatuwid, sa aktwal na operasyon, ang halaga ng Tg na ibinigay ng tagagawa ng PCB ay dapat gamitin bilang benchmark. Kapag ang Tg <130℃, ang vacuum baking temperature ay dapat ibaba sa 105℃ at ang oxygen content sa oven ay dapat na subaybayan na <50ppm.
Ang Solder Paste mismo ay hindi ang pangunahing dahilan, ngunit ang pagpili ng Flux system ay magpapalaki sa panganib. Ang solvent evaporation rate ng rosin-based RMA type solder paste sa panahon ng 150℃ holding stage ay 40% na mas mabagal kaysa sa no-clean type, na humaharang sa water vapor escape channel. Ang mataas na melting point (227 ℃) ng SN100C alloy ay nagpapahaba ng oras ng liquidus ng 1.8 segundo, na sa halip ay naglalaan ng mas maraming escape window para sa water vapor. Samakatuwid, pagkatapos lumipat ang isang pabrika ng module ng komunikasyon sa kumbinasyon ng SN100C + no-clean na solder paste, ang solder popping rate ay nabawasan ng 76%. Gayunpaman, ang profile ng reflow ay dapat na i-adjust nang sabay-sabay, at ang peak temperature ay dapat bawasan mula 245 ℃ hanggang 242 ℃ upang maiwasan ang intermetallic compound embrittlement.
Ang on-site na mabilis na paraan ng pagkakakilanlan ay upang obserbahan ang gilid ng estado ng solder paste sa sandali ng paglabas ng stencil. Kung ang serrated burr o central depression depth ay lumalabas na >15μm, ito ay nagpapahiwatig na ang PCB moisture content ay lumampas sa linya ng babala. Sa oras na ito, ang linya ay dapat na ihinto kaagad at ang moisture content ng tatlong board ay dapat ma-sample para sa inspeksyon. Gumamit ng Mettler Toledo HR83 halogen moisture analyzer para sa pagsukat. Kung ang average na halaga ay >0.12%wt, dapat na simulan ang emergency baking. Mahigpit na ipinagbabawal na direktang pahabain ang oras ng reflow, dahil itinuturo ng Appendix B ng J-STD-020D na ang overtime sa holding zone ay magpapalubha sa oksihenasyon ng IC chip solder balls, na nagpapataas ng posibilidad ng malamig na paghihinang ng 3.5 beses.
