Papan tembaga berat (≥3oz) dan papan multilapis berdensitas tinggi dengan 12 lapisan atau lebih menunjukkan inersia termal yang sangat kuat selama penyolderan BGA. Kapasitas panas setaranya 2,3 kali lebih tinggi dibandingkan papan konvensional 2 lapis 1oz. Jika profil reflow standar digunakan, suhu permukaan PCB tertinggal lebih dari 42 detik dibandingkan keluaran udara panas sebenarnya. Pada titik ini, bola solder di bagian bawah BGA belum sepenuhnya meleleh, sedangkan bagian atasnya sudah terlalu panas dan teroksidasi, yang secara langsung menyebabkan laju kekosongan yang berlebihan dan terputusnya lapisan IMC. Kami pernah menggunakan profiler suhu KIC untuk mengukur papan tembaga berat berkekuatan 16 lapis 3oz. Pada kecepatan konveyor yang sama, waktu yang dibutuhkan titik tengah permukaan papan untuk mencapai 200℃ adalah 17,6 detik lebih lambat dari tepinya. Hal ini memaksa kami untuk memperpanjang total durasi zona pemanasan awal dari 85 detik menjadi 132 detik, dan mengurangi laju pemanasan di segmen 150℃~180℃ menjadi 0,5℃/s. Jika tidak, MLCC berukuran kecil di sekitar BGA akan mengalami keretakan tersembunyi akibat perubahan tegangan termal yang tiba-tiba.
Suhu zona perendaman tidak dapat diatur begitu saja ke 150±5℃ sesuai dengan buku teks, tetapi harus disesuaikan secara dinamis sesuai dengan distribusi foil tembaga di dalam papan. Jika terdapat area tuang tembaga yang luas atau bidang tanah bagian dalam penuh di bawah area BGA, suhu perendaman perlu dinaikkan hingga 162℃ dan dipertahankan tidak kurang dari 110 detik. Hanya dengan cara ini panas dapat sepenuhnya menembus lapisan tembaga dan mencapai antarmuka bola solder. Jika tidak, komponen aktif fluks dalam pasta solder akan mengalami reflow tanpa diaktifkan sepenuhnya, sehingga menghasilkan pembasahan yang buruk dan residu berbentuk bola. JJY Pasta solder seri S-6300 mengharuskan suhu dasar PCB di ujung zona rendam tidak kurang dari 148℃ dalam kondisi kerja seperti itu. Jika tidak, kemungkinan melelehnya bola solder asinkron selama fase reflow meningkat 3,8 kali lipat.
Laju pemanasan di zona puncak harus dikontrol dalam 0,8℃ per detik, dan jendela suhu puncak dibatasi secara ketat antara 235℃ dan 238℃. Ketika suhu melebihi 239℃, substrat resin BT mulai terurai secara signifikan dan melepaskan ion klorida, yang pada gilirannya merusak batas butir paduan SnAgCu. Kami menemukan dalam pengerjaan ulang batch papan kontrol utama komunikasi tertentu bahwa hanya dengan mengurangi laju pemanasan puncak dari 1,1℃/s menjadi 0,7℃/s, jumlah rongga mikro (<50μm) yang terdeteksi oleh sinar-X pada sambungan solder BGA berkurang sebesar 64%, sedangkan kelengkungan chip berkurang dari 127μm menjadi 83μm. Perlu dicatat bahwa setelah kecepatan konveyor dikurangi, kecepatan angin di zona pendinginan harus ditingkatkan menjadi 1,8m/s secara serempak. Jika tidak, ketebalan sambungan solder IMC akan melebihi batas, sehingga mempengaruhi keandalan ketahanan guncangan termal.
Semua penyesuaian parameter harus didasarkan hanya pada profil suhu multi-titik yang diukur pada permukaan papan. Menerapkan template sangat dilarang. Kami pernah menggunakan kumpulan parameter yang sama pada dua papan dengan struktur serupa tetapi perbedaan ketebalan tembaga lapisan dalam sebesar 0,5oz pada model oven reflow yang sama. Hasilnya, tingkat solder dingin BGA pada papan tembaga berat mencapai 12,7%, sedangkan pada papan tembaga tipis hanya 0,3%. Penyebab utama perbedaan ini adalah panjang jalur konduksi panas berbeda sebesar 11,4 mm, yang menentukan bahwa waktu respons termal tidak dapat diekstrapolasi secara linier. Sebelum setiap perubahan model, setidaknya 3 pengukuran termokopel harus dilakukan menggunakan kumpulan PCB yang sama, dan nilai rata-rata harus diambil untuk mengoreksi parameter, daripada mengandalkan estimasi empiris.




