Masalah kelebihan solder pada bantalan bawah BGA bukanlah fenomena yang terisolasi, namun merupakan akibat gabungan dari parameter pencetakan pasta solder yang tidak terkendali, desain bukaan stensil yang tidak tepat, dan fluktuasi tekanan alat pembersih karet. Selama pelacakan berkelanjutan terhadap 12 kumpulan perangkat BGA pitch 0,4 mm di lini produksi Jia Jinyuan, kami menemukan bahwa ketika ketebalan pasta solder yang diukur mencapai 0,15 mm, pemeriksaan sinar-X menunjukkan rongga terkonsentrasi di area tengah sambungan solder dalam bentuk diaglomerasi tidak beraturan; ketika ketebalan dikontrol dalam kisaran 0,12–0,13 mm, distribusi rongga menjadi lebih jarang dan ukurannya lebih seragam.
Lubang stensil sangat berkorelasi dengan volume pasta solder
Ketika ketebalan stensil 0,12 mm dan rasio bukaan 1:1 digunakan, dikombinasikan dengan indeks tiksotropik pasta solder Jia Jinyuan SN63-Pb 3,8, volume sebenarnya yang disimpan sudah mendekati batas atas kritis. Pada titik ini, jika sudut alat pembersih yg terbuat dr karet turun dari 60° menjadi 55° atau tekanan pencetakan meningkat sebesar 0,2MPa, laju transfer pasta solder akan meningkat lebih dari 9%, yang secara langsung menyebabkan akumulasi lokal. Selama tahap awal peleburan reflow, akumulasi ini menghalangi jalur keluar vertikal untuk gas dekomposisi fluks, memaksa gas untuk terjepit secara horizontal dan terperangkap di antara antarmuka solder dan bantalan.
Lokasi kekosongan sangat ditambah dengan tingkat kelebihan pasta solder
Setelah melakukan pemindaian berlapis pada 128 sambungan solder dari BGA yang sama menggunakan mikrofokus CT, kami mengonfirmasi bahwa di antara 24 sambungan solder dengan kelebihan pasta solder paling parah, 21 rongga terletak di antarmuka solder/pad, bukan di antarmuka bola solder/solder. Hal ini menunjukkan bahwa gas tersebut bukan berasal dari lapisan oksida bola solder itu sendiri, melainkan terperangkap di bagian bawah oleh lapisan pasta solder yang terlalu tebal. Selain itu, rasio aspek rongga umumnya lebih besar dari 3,5, menunjukkan karakteristik ekstensi filamen yang berlarut-larut. Morfologi ini secara eksplisit diklasifikasikan sebagai kekosongan risiko tinggi yang disebabkan oleh proses di IPC-J-STD-005.
Profil reflow tidak dapat mengkompensasi cacat berlebih pada pasta solder
Beberapa upaya telah dilakukan untuk memperpanjang waktu zona rendam hingga 90 detik untuk mendorong pelepasan gas, namun hasil yang diukur malah meningkatkan laju kekosongan sebesar 4,1 poin persentase. Alasannya adalah kelebihan pasta solder menunda laju pemanasan bantalan bawah, menyebabkan fluks pada antarmuka menjadi karbonisasi dan membentuk kerak sebelum waktunya, yang selanjutnya mengunci saluran gas. Setelah Jia Jinyuan beralih ke atmosfer nitrogen di lokasi, peningkatan kekosongan menjadi terbatas, memastikan bahwa akar penyebab masalahnya bukanlah kandungan oksigen tetapi morfologi akumulasi fisik dari pasta solder itu sendiri.
Metode verifikasi harus mencakup tolok ukur kuantitatif
Inspeksi harian tidak bisa hanya mengandalkan penilaian visual dari kepenuhan pasta solder; Peralatan SPI harus digunakan untuk melakukan statistik zonasi pada setiap area BGA. Ketika volume pasta solder median di area tertentu melebihi 115% dari nilai teoritis dan deviasi standar lebih besar dari 8,2%, saluran harus segera dihentikan untuk mengkalibrasi paralelisme alat pembersih karet dan tegangan stensil. Kami pernah mengabaikan kriteria gabungan ini, yang menyebabkan tingkat cacat kosong meningkat dari 1,7% menjadi 6,9% selama produksi berkelanjutan, dan biaya pengerjaan ulang jauh melebihi hilangnya waktu henti untuk pemecahan masalah.
