1. O modelo de pasta de solda deve corresponder estritamente ao diâmetro da bola de solda BGA. Por exemplo, ao usar bolas de solda de φ0,3 mm, se uma pasta de solda do tipo RMA de alta atividade e baixa viscosidade for selecionada, é altamente provável que ocorra colapso ou desvio antes do reFluxo. O contraste In, combinando com a pasta de solda sem limpeza de tixotropia de atividade média e boa, pode manter o perfil pós-impressão estável, ao mesmo tempo que equilibra a capacidade de remoção de filme de óxido e a controlabilidade residual.
2. A espessura do estêncil é geralmente selecionada como 0,12 mm ou 0,15 mm. Quando o passo do pad BGA for inferior a 0,8 mm, um estêncil gravado a laser + eletropolido deve ser usado; caso contrário, rebarbas nas bordas causarão um arrastamento lateral da pasta de solda, o que por sua vez leva à formação de pontes nas esferas de solda adjacentes. Especialmente em dispositivos CSP com passo de 0,4 mm, a taxa de recorrência desse problema chega a mais de 73%.
3. O tamanho da abertura é definido para 92% a 96% do diâmetro da almofada. Se o valor limite superior de 96% for adotado uniformemente, ele poderá melhorar o rendimento da montagem da esfera primária quando a oxidação da superfície da almofada for leve e o nivelamento da PCB for melhor que ± 25 μm. No entanto, para placas com espessura irregular da camada de ouro por imersão em níquel eletrolítico ou empenamento da placa FR4> 0,75 mm, o excesso local de pasta de solda causará fusão da esfera ou aumento da taxa de vazios.
4. O ângulo do rodo é definido entre 55° e 65°. Um ângulo excessivamente pequeno resultará em preenchimento insuficiente da pasta de solda, enquanto um ângulo excessivamente grande agravará o desgaste do estêncil e induzirá respingos de extrusão da pasta de solda. Certa vez, experimentamos três lotes consecutivos de juntas de solda a frio para montagem em esfera BGA em uma determinada linha de produção de equipamentos médicos devido ao uso prolongado de um rodo de 68°; após substituí-lo por um rodo de 62°, o rendimento recuperou de 89,3% para 99,1%.
5. A velocidade de impressão é controlada dentro da faixa de 25 mm/s a 40 mm/s. Uma velocidade inferior a 25 mm/s facilmente faz com que a pasta de solda permaneça na abertura do estêncil por muito tempo e seque e forme uma película, enquanto uma velocidade superior a 40 mm/s leva a uma diminuição na taxa de transferência da pasta de solda. Especialmente em oficinas de inverno com umidade ambiente inferior a 30% UR, uma caixa de temperatura e umidade constante de pasta de solda deve ser ativada simultaneamente e o intervalo de impressão de placa única deve ser reduzido.
6. A taxa de aquecimento na zona de pré-aquecimento da soldagem por refluxo deve ser mantida entre 1,0°C/s e 1,5°C/s. Uma taxa inferior a 0,8 ℃/s fará com que o componente de resina no fluxo carbonize antecipadamente, enquanto uma taxa superior a 1,8 ℃/s fará com que as partículas de metal na pasta de solda entrem no estágio de imersão antes que tenham tempo de molhar as almofadas, resultando em última análise em baixa esfericidade da bola de solda e altura de subida de solda insuficiente.
7. A temperatura da zona de imersão é definida entre 150°C e 165°C, e o tempo é controlado entre 90s e 120s. Um tempo excessivamente curto fará com que o transportador orgânico não se decomponha completamente e permaneça na interface, enquanto um tempo excessivamente longo acelerará a oxidação da camada de níquel da almofada. Quando testamos diferentes combinações de espessura Ni/Au, descobrimos que quando a espessura do níquel era <120μIn e o tempo de imersão excedeu 135s, a probabilidade de crescimento descontínuo da camada IMC aumentou em 41%.
8. A temperatura de pico de refluxo deve ser 20°C a 25°C maior que o liquidus da pasta de solda usada. Por exemplo, o liquidus da pasta de solda SAC305 é 217°C, então a temperatura de pico deve ser definida para 237°C a 242°C. Se for definido apenas para 230°C, embora o estresse térmico possa ser reduzido, o ângulo de molhamento da esfera de solda é geralmente >45°, e a inspeção por raios X mostra que a taxa de vazios excede o padrão em 58%.
9. O tempo de residência na zona de refluxo deve ser garantido entre 45s e 65s. Tempo insuficiente fará com que a estrutura eutética interna Sn-Pb da esfera de solda não seja completamente reorganizada, enquanto um tempo excessivamente longo agravará a precipitação de fases frágeis de Cu6Sn5. Descobrimos no retrabalho de um certo controle principal da estação base BGA que a taxa de fratura das juntas de solda com um tempo de residência pós-pico de 72s foi 3,2 vezes maior do que a do grupo padrão dos anos 60 após 500 ciclos de choque térmico de -40°C.
10. A taxa de resfriamento deve ser controlada entre 2,5°C/s e 4,0°C/s. Uma taxa inferior a 2,0°C/s forma facilmente uma estrutura de grão grosso e reduz a resistência à fadiga, enquanto uma taxa superior a 4,5°C/s pode induzir microfissuras na esfera de solda. Certa vez, um cliente de eletrônicos automotivos ajustou a pressão de ar do ventilador da seção de resfriamento de 0,35 MPa para 0,42 MPa por esse motivo, aumentando a vida útil do ciclo térmico das juntas de solda BGA para mais de 1.200 ciclos.
11. O refluxo deve ser concluído dentro de 4 horas após a montagem da esfera. Para placas que não foram processadas por mais de 6 horas, o estêncil deve ser limpo novamente e a pasta de solda deve ser reimpressa; caso contrário, a volatilização do solvente na pasta de solda fará com que a viscosidade aumente, a força de liberação de impressão aumente e a taxa de falha de liberação medida aumentará dos 3% normais para 27%.
12. É estritamente proibido misturar dispositivos BGA com diferentes diâmetros de esferas de solda no mesmo forno de refluxo. Por exemplo, se as bolas de solda de φ0,3 mm e φ0,5 mm forem soldadas no mesmo forno, as bolas pequenas derreterão e entrarão em colapso antecipadamente devido à baixa capacidade de calor, enquanto as bolas grandes não foram completamente molhadas, resultando em uma dispersão da altura da junta de solda de toda a placa> 35μm e uma taxa de falso julgamento AOI aumentada para 19%.
