Pertama, lihat lokasi kekosongan. Jika rongga di tengah bagian bawah BGA melebihi 15% dan rongga pada bantalan termal QFN melebihi 25%, pada dasarnya Anda dapat mengesampingkan masalah oksidasi bantalan PCB atau bukaan stensil, dan langsung menggali parameter pasta solder dan oven reflow. Jangan terburu-buru mengganti pasta solder; pertama-tama gunakan termometer inframerah yang terpasang pada papan untuk mengukur profil suhu tiga papan secara real-time. Anda harus menggunakan termokopel tipe K yang dipasang dengan perekat tahan suhu tinggi, dan tidak dapat mengandalkan pembacaan termokopel internal oven, yang berjarak 1,2 mm dari permukaan konveyor, dengan penyimpangan aktual sering kali mencapai ±5,3°C.
Pemilihan pasta solder tidak didasarkan pada label"kekosongan rendah" yang diiklankan pabrikan, tetapi pada tiga parameter keras: kandungan logam harus 88,5±0,3% berat, titik pelunakan fluks harus antara 87°C dan 92°C, dan viskositas pada 25°C harus 720±50Pa·s. Pekan lalu, lini produksi beralih ke batch pasta solder Jepang dengan kandungan logam nominal 89,2%, namun pengukuran sebenarnya hanya 87,6%. Hasilnya, tingkat kekosongan BGA melonjak dari 6,3% menjadi 13,7%, dan sambungan solder yang dilepas selama pengerjaan ulang berwarna abu-abu, yang menunjukkan pengurangan yang jelas tidak mencukupi.
Hal yang paling menyesatkan dalam parameter oven reflow adalah nilai yang ditetapkan. Letakkan profiler suhu oven di bawah papan dan jalankan untuk mencatat suhu puncak yang diukur di setiap zona. Kemiringan pemanasan zona pemanasan awal 1 dan 2 harus dikontrol antara 1,5°C/s dan 2,0°C/s. Jika kemiringan melebihi 2,2°C/s, fluks akan mendidih dengan hebat dan mengeluarkan gas, tetapi jika kemiringannya kurang dari 1,3°C/s, pelarut tidak akan menguap sepenuhnya. Oven sepuluh zona yang digunakan di pabrik kami sering kali memiliki zona 3 yang diukur 4,1°C lebih tinggi dari nilai yang ditetapkan, sedangkan zona 7 bersuhu 3,8°C lebih rendah. Jika penyimpangan ini tidak dikalibrasi, penyesuaian parameter seperti menangkap burung pipit dengan mata tertutup.
Waktu di atas likuidus (TAL) harus dikontrol secara ketat pada 65 hingga 85 detik. Saat menggunakan paduan Sn96.5Ag3.0Cu0.5, titik leleh yang diukur adalah 217,2°C. Tampilan oven pada suhu 217°C tidak dapat diandalkan; Anda harus menggunakan termokopel untuk mengukur suhu sambungan solder sebenarnya pada permukaan papan. Setelah kami menemukan bahwa TAL hanya 52 detik, dan ditemukan bahwa kecepatan rantai ditingkatkan dari 70cm/menit menjadi 85cm/menit tanpa menjalankan kembali profil suhu. Temperatur puncak masih cukup pada 238°C, namun waktu penahanan tidak mencukupi, senyawa intermetalik tembaga-timah (IMC) tidak cukup tumbuh, dan rongga terakumulasi pada lapisan antarmuka.
Suhu puncak tidak bisa hanya mengacu pada rentang luas 235°C hingga 245°C. Untuk BGA pitch 0,4 mm, harus stabil pada 239°C±1°C; untuk bantalan termal area luas pada papan tembaga tebal, suhu harus dinaikkan hingga 242,5°C dan dipertahankan selama ≥12 detik, jika tidak, residu fluks tidak dapat membuka lapisan pelindung nitrogen. Bulan lalu, kami mencoba suhu 243,8°C, namun laju kekosongan justru meningkat, karena rosin dalam pasta solder retak terlalu cepat, dan partikel berkarbonisasi menyumbat saluran pembuangan.
Jangan percaya begitu saja pada konsentrasi nitrogen 99,99%. Ketika kandungan oksigen yang diukur melebihi 100ppm, laju kekosongan mulai meningkat secara linier. Setelah melampaui 350ppm, untuk setiap peningkatan 50ppm, area kosong bertambah sekitar 2,1%. Kami beralih ke penganalisis oksigen online untuk memantau dan menemukan bahwa cincin penyegel di dalam katup pengurang tekanan tangki penyimpanan gas sudah tua, menyebabkan udara bercampur dengan nitrogen yang masuk. Kandungan oksigen terukur mencapai 620ppm. Setelah menghentikan mesin dan mengganti cincin penyegel, tingkat kekosongan turun kembali menjadi 5,4% pada hari yang sama.
Ketebalan stensil dan ukuran bukaan akan mempengaruhi jumlah pelepasan pasta solder, namun penyebab utama kekosongan bukan di sini. Untuk pencetakan stensil 0,12 mm pada bantalan 0,3 mm, jika volume pasta solder setelah pembongkaran kurang dari 0,012 mm³, betapapun bagusnya pasta solder, tidak dapat menyimpan rongga. Namun, situasi ini sangat jarang terjadi. In data kami selama 6 bulan terakhir, hanya ada 2 kasus, keduanya disebabkan oleh kesalahan penyesuaian tekanan alat pembersih karet dari 4,5kg menjadi 6,8kg sehingga pasta solder menjadi kempes.
Terakhir, periksa tempat penyimpanan pasta solder. Setelah dikeluarkan dari lemari es, harus dihangatkan lebih dari 4 jam. Jika pasta solder yang belum dibuka ditempatkan di lingkungan bersuhu 25°C selama lebih dari 12 jam, aktivitas fluks akan berkurang sekitar 17%. Sejumlah pasta solder dimasukkan ke dalam produksi setelah hanya 2 jam pemanasan, dan rongga terkonsentrasi pada sambungan solder komponen Chip 0402. Di bawah mikroskop, residu fluks berbentuk flokulan, dan lapisan oksida tidak larut sempurna.
Sebelum mengganti pasta solder, lakukan verifikasi batch kecil terlebih dahulu. Ambil 20 papan, pertahankan profil suhu oven tidak berubah, hanya ganti pasta solder, dan ukur laju kekosongan 5 perangkat tipikal. Kriteria penerimaannya bukanlah nilai rata-rata kurang dari 8%, tetapi tingkat kekosongan maksimum ≤11% pada satu papan, dan tidak ada titik abnormal yang melebihi 9% dalam 10 papan berturut-turut. Terakhir kali, kami mengeliminasi tiga pemasok menurut metode ini, dan pemasok terakhir yang dipilih memiliki kandungan logam terukur sebesar 88,47% berat, dan fluktuasi TAL dikendalikan dalam waktu ±3,2 detik.
