As maiores dores de cabeça na montagem de esferas de retrabalho BGA são o desalinhamento da pasta após a impressão, a ponte ou a falta de esferas após o reFluxo. Esses problemas muitas vezes não são causados pela precisão do equipamento, mas pela correspondência inadequada entre as propriedades reológicas da pasta de solda, as aberturas do estêncil e os parâmetros do rodo. Validamos repetidamente com pasta de solda JJY SN63Pb37-205 em BGA com passo de 0,3 mm e descobrimos que sua curva de queda de viscosidade não mostra queda óbvia em 45 minutos a 25 ℃ de temperatura ambiente. Combinado com um ângulo do rodo de 30° e velocidade de impressão de 80 mm/s, uma taxa de formação de bola única de 98,7% pode ser alcançada.
A relação entre a abertura do estêncil e o volume da pasta de solda deve ser estritamente travada dentro da faixa de 0,62 ~ 0,68
Uma abertura excessivamente grande causará queda excessiva da pasta de solda após o refluxo, levando à formação de pontes, enquanto uma abertura excessivamente pequena resulta em diâmetro insuficiente da esfera e fácil deslocamento devido à perturbação do fluxo de ar. Testamos o mesmo estêncil gravado a laser de 0,18 mm de espessura com um tamanho de abertura de 0,26 mm x 0,26 mm, e o volume de deposição de ponto único da pasta de solda JJY foi de 12,3 nL. Após o refluxo, o diâmetro médio da esfera de solda foi de 0,298 mm com um desvio padrão de apenas ± 0,006 mm. Ao mudar para uma abertura de 0,24 mm, o diâmetro da esfera caiu para 0,272 mm e a taxa de deslocamento fora da tolerância atingiu 11,3%. Isto mostra que o controle de volume deve ser calibrado de forma síncrona com o tamanho da partícula da pasta de solda (25±3μm) e a taxa de volatilização do fluxo.
A pressão e o ângulo do rodo requerem ajuste acoplado dinamicamente
Quando a pressão do rodo é ajustada entre 0,8~1,2kgf e o ângulo é fixado em 30°, a distribuição da tensão de cisalhamento da pasta de solda dentro das aberturas do estêncil é uniforme. Porém, se o ângulo cair para 25° e a pressão subir para 1,3kgf, ocorrerá um rastro de pasta de solda na área da borda do BGA, induzindo a excentricidade da esfera. Certa vez, não conseguimos ajustar o ângulo e a pressão de forma síncrona e encontramos um deslocamento sistemático da direção das 12 horas em três lotes consecutivos de retrabalho BGA próximo aos pacotes QFN. A nova medição descobriu que o espaçamento das nervuras de suporte do estêncil nesta posição aumentou 0,03 mm, causando pressão local insuficiente para baixo. Depois de reforçar com adesivo, o problema voltou ao normal.
O tempo de espera pré-refluxo afeta a reconstrução da tensão superficial da pasta de solda
O tempo de espera desde a conclusão da impressão até a entrada no forno de refluxo é controlado de forma mais confiável entre 4 e 7 minutos. Se for inferior a 3 minutos, o fluxo não molha totalmente a superfície da almofada de cobre, facilitando que a bola seja empurrada para fora do centro pelo fluxo de ar durante o refluxo. Se demorar mais de 9 minutos, o solvente na superfície da pasta de solda volatiliza muito rapidamente, formando uma película dura que dificulta o movimento de auto-alinhamento da bola no estágio inicial de fusão. In retrabalho de um lote, estendemos o tempo de espera para 11 minutos e a inspeção por raios X mostrou que 23% das bolas de solda tinham um deslocamento de ≥25μm, e a taxa de detecção perdida de AOI atingiu 41%. Depois de mudar para o forno de refluxo de nitrogênio de suporte do JJY, a janela vertical foi relaxada para 5 ~ 8 minutos, mantendo o deslocamento ≤18μm.
Flutuações na temperatura e umidade ambiente amplificam o comportamento não linear da pasta de solda
Quando a temperatura da oficina sobe de 23°C para 26°C e a umidade relativa cai de 50% UR para 42% UR, a aderência inicial do mesmo lote de pasta de solda JJY diminui em 17% e a probabilidade de deslocamento espontâneo das bolas de borda dentro de 3 minutos após a impressão aumenta em 2,8 vezes. Portanto, determinamos que as estações de retrabalho sejam equipadas com câmaras de temperatura e umidade constantes com controle duplo, estabilizando a área de trabalho em 24±0,5°C e 48±2% UR. Após a implementação desta medida, o rendimento de passagem única de montagem de esferas por dia aumentou de 91,6% para 97,3%.
