Kekosongan internal pada sambungan solder perangkat BGA dan QFN bukan merupakan cacat tersendiri, namun merupakan hasil dari gabungan beberapa variabel proses seperti ketebalan pencetakan pasta solder yang tidak rata, jalur volatilisasi fluks yang tersumbat selama proses reflow, kemurnian nitrogen yang tidak mencukupi, dan penurunan keterbasahan pada permukaan bantalan PCB. Begitu rongga terbentuk, rongga tersebut tidak dapat dihilangkan dalam proses selanjutnya, sehingga pengendalian harus diterapkan dari langkah-langkah manufaktur front-end.
Lokasi Void Menentukan Tingkat Risiko Kegagalan
Kami melacak gambar sinar-X dari 28 batch perangkat QFN-48 di jalur produksi JJY selama tiga bulan berturut-turut dan menemukan bahwa jika rongga terkonsentrasi di area tengah sambungan solder dengan diameter lebih besar dari 75 μm, faktor konsentrasi tegangan termalnya meningkat sebesar 2,1 kali lipat. Meskipun rongga kecil (<30 μm) yang terletak di keempat sudut sambungan solder memiliki dampak terbatas pada konduksi termal, rongga tersebut dapat dengan mudah menyebabkan patahan geser. Hal ini menunjukkan bahwa ukuran dan lokasi rongga harus dievaluasi secara bersamaan, bukan hanya melihat proporsi luas keseluruhan.
Parameter Pencetakan Pasta Solder Secara Langsung Mempengaruhi Kemungkinan Pembuatan Void
Ketika ketiga parameter—fluktuasi tekanan alat pembersih karet ±0,3 kgf, kekasaran dinding bukaan stensil Ra > 0,8 μm, dan kecepatan pelepasan di bawah 15 mm/s—semuanya di luar kendali, laju transfer pasta solder menurun sebesar 12% dengan edge tailing yang parah, yang menghalangi saluran keluar gas selama reflow. Tingkat kekosongan meningkat dari normalnya 8% menjadi 37%, dengan 62% dari kekosongan disertai dengan penghubungan lokal.
Suasana Reflow dan Status PCB Secara Sinergis Memperkuat Bahaya Kekosongan
Ketika titik embun nitrogen di tungku lebih tinggi dari -40°C dan ketebalan film OSP pada bantalan PCB melebihi 0,4 μm, tegangan permukaan selama tahap peleburan pasta solder meningkat secara tidak normal, sehingga menyulitkan gas dekomposisi fluks untuk menembus lapisan solder cair dan keluar. Volume rongga rata-rata meningkat sebesar 40%. Pada titik ini, meskipun suhu puncak memenuhi standar, sejumlah besar rongga tertutup masih ada di dalam sambungan solder, dan penampang konduktif sebenarnya berkurang sebesar 19%.
Tindakan Intersepsi Kekosongan yang Dapat Ditindaklanjuti untuk Lini Produksi
Untuk pemeriksaan artikel harian pertama, 3 perangkat BGA harus diambil sampelnya di bawah mikroskop 200× untuk memeriksa sudut pembasahan di tepi bola solder. Jika sudut tumpul >85° atau tinggi kenaikan pasta solder <1/3 dari diameter bola solder, segera hentikan saluran untuk mengkalibrasi tegangan stensil dan uji ulang kemurnian nitrogen. Pada saat yang sama, ambil PCB dari batch yang sama untuk melakukan uji sudut kontak permukaan bantalan; sudut kontak >68° dianggap sebagai kegagalan OSP, dan papan tersebut tidak boleh diproduksi.
