Penyolderan papan frekuensi tinggi untuk motherboard stasiun pangkalan komunikasi bukanlah pekerjaan yang dapat ditangani dengan santai oleh lini produksi SMT biasa. Tahun lalu, dalam sebuah proyek untuk operator di Mongolia Dalam, JiaJinYuan mengalami retakan mikro pada sambungan solder BGA selama tiga bulan berturut-turut. Penyebab utama akhirnya ditemukan adalah ketidaksesuaian antara jendela aktivitas pasta solder dan pembuangan panas lapisan PCB tembaga tebal, yang menyebabkan laju pemanasan sebenarnya di zona puncak reflow menjadi 1,8°C/s lebih cepat dari nilai yang ditetapkan, sehingga mempersingkat waktu leleh solder menjadi kurang dari 2,3 detik. Hal ini menyebabkan pertumbuhan IMC pada antarmuka tembaga-nikel-emas tidak mencukupi, sehingga keretakan tidak dapat dihindari pada konsentrasi tegangan selama siklus termal.
Kompensasi negatif harus diterapkan pada lubang stensil
Substrat FR4 mengembang secara signifikan di atas 200°C, sedangkan material Dk rendah yang biasa digunakan untuk papan frekuensi tinggi seperti Rogers 4350B atau Taconic RF-35 memiliki koefisien ekspansi termal hanya 22ppm/°C, hampir setengah dari FR4. Oleh karena itu, lubang stensil tidak dapat dirancang sesuai dengan ukuran bantalan konvensional 0,8 kali; kompensasi area -6% harus ditambahkan. Jika tidak, volume solder yang berlebihan akan membentuk residu jembatan solder di bagian bawah paket BGA, dan tegangan geser akan dihasilkan karena perbedaan CTE setelah kondensasi, yang kemungkinan besar akan menyebabkan sirkuit terbuka tersembunyi saat daya diterapkan setelah penyimpanan pada -40°C.
Profil penyolderan reflow harus dibagi menjadi lima zona kontrol suhu
Kemiringan pemanasan di zona pemanasan awal dikontrol antara 1,2~1,5°C/s; jika tidak, kelembapan di dalam substrat PTFE tidak akan sempat keluar dan akan pecah pada suhu sekitar 150°C. Zona perendaman harus dijaga pada suhu 175±3°C selama lebih dari 90 detik untuk menguraikan fluks berbasis rosin sepenuhnya, sedangkan zona puncak harus tetap berada di zona suhu konstan 235°C selama 45±5 detik, dengan fluktuasi suhu tidak melebihi ±2°C. Jika tidak, penyimpangan konstanta dielektrik akan terjadi pada papan frekuensi tinggi berbasis resin PPO, yang secara langsung menyebabkan rasio gelombang berdiri pada pita frekuensi 3,5GHz menurun lebih dari 0,15.
Inspeksi AOI harus dikombinasikan dengan penilaian mode ganda sinar-X
AOI konvensional memiliki tingkat kesalahan sebesar 37% untuk sambungan solder modul front-end RF dengan pitch 0,3 mm. JiaJinYuan kini mewajibkan semua motherboard stasiun pangkalan menjalani pemindaian AOI terlebih dahulu setelah reflow sebelum memasuki pemeriksaan sinar-X, dengan fokus pada keseragaman pasta solder yang tersebar di bawah bantalan GCP. Jika ditemukan sudut pembasahan unilateral <35° dan offset pusat sambungan solder >0,08 mm, seluruh batch harus dikerjakan ulang, karena pembasahan asimetris seperti itu pasti akan berkembang menjadi kelompok rongga mikro setelah 72 jam penuaan suhu tinggi. Ketika total area kosong melebihi 8% area pad, uap air yang terkondensasi pada suhu -40°C akan merembes di sepanjang celah antarmuka, menyebabkan peningkatan redaman sinyal secara tiba-tiba.
Verifikasi keandalan suhu tinggi-rendah jangka panjang tidak dapat hanya mengandalkan siklus standar
Pengujian 1000 siklus -40°C/85°C yang diakui industri hanyalah ambang batas masuk. JiaJinYuan sebenarnya menerapkan siklus bolak-balik tiga tahap yaitu -40°C selama 4 jam, +85°C selama 4 jam, dan +25°C selama 2 jam, diselingi dengan pengujian transmisi RF beban penuh 4G/5G. Hal ini benar-benar dapat mengekspos risiko patah getas pada lapisan IMC sambungan solder dalam 2000 siklus. Tahun lalu, motherboard stasiun pangkalan di Shenzhen menggunakan metode ini untuk menyaring secara dini pertumbuhan berlebihan (Ni,Cu)?Sn? fase solder SnAgCu pada permukaan Ni/Au, menghindari perbaikan batch di lokasi.
