Durante três meses consecutivos de rastreamento do rendimento do empacotamento FPGA de 28nm em nossa linha de produção, descobrimos que vazios BGA excessivos (proporção de área >25% sob o padrão IPC-7095B Classe 2) fizeram com que a taxa de falha do teste FT de lote único saltasse diretamente para 1,7%. Depois de mudar para pasta de solda com sistema ativo de liberação lenta de ácido orgânico, o valor médio de vazios caiu de 31,2% para 19,6%. Essa melhoria decorre da capacidade subjacente do material da pasta de solda de intervir na dinâmica de escape de bolhas, em vez de ser solucionável simplesmente contando com a otimização do perfil de reFluxo.
Esta pasta de solda está posicionada para cenários de retrabalho secundário BGA de produtos eletrônicos médicos e automotivos. Sua principal vantagem está no transportador de fluxo, que utiliza um derivado de colofônia ramificado. A temperatura de Início da decomposição térmica é 42°C superior à da colofónia convencional, e o pico da exotermia está atrasado em 18 segundos. Isto faz com que a janela de evaporação do solvente se sobreponha fortemente ao período de retenção da esfericidade do pó de estanho. A queda pós-impressão medida é <8,3μm, e a espessura do filme de óxido de pré-refluxo é controlada de forma estável em 1,2nm±0,3nm, evitando assim os aglomerados de microporos formados pela pasta de solda tradicional durante o estágio de pré-aquecimento, quando a ebulição prematura do fluxo rasga a interface de ligação intermetálica.
Outra vantagem importante é a adição de 0,018% em peso de elemento de microliga de níquel no sistema de liga Sn96,5Ag3,0Cu0,5. Isto não só reduz a viscosidade aparente da pasta de solda líquida a 245°C de 860cP para 690cP, mas também reduz o gradiente de tensão superficial no estado fundido em 22%. Isso significa que durante o estágio de estreitamento da esfera de solda BGA, é mais provável que as bolhas migrem para cima ao longo da frente de umedecimento, em vez de ficarem presas na parte inferior da junta de solda. Dados de produção em massa de uma placa de controle principal ADAS mostram que esta formulação reduz a taxa de ocorrência de vazios no fundo em 57%, e os tamanhos de vazios estão concentrados na faixa indetectável abaixo de 25μm.
A terceira vantagem vem do controle de distribuição de tamanho de partícula ultraestreito com D50=22,4μm e Span<1,12. Através de um circuito fechado de feedback de modo duplo de difração de laser + reconhecimento de imagem, 99,2% das partículas de pó de estanho atendem aos requisitos IPC J-STD-005 Classe 4. Isto eleva diretamente a taxa de preenchimento de impressão para 98,7% e aumenta a utilização da abertura do estêncil em 13 pontos percentuais. Quando um cliente usou um estêncil de 75 μm de espessura em um BGA com passo de 0,4 mm, o desvio padrão da área vazia diminuiu de ± 6,8% para ± 2,3%, indicando que a consistência do material tem um forte efeito inibitório em pequenos defeitos de ponte de almofada.
Os cenários aplicáveis estão concentrados em pacotes BGA de alta densidade com diâmetro de esfera de solda ≤0,3 mm e relação diâmetro-espaçamento da almofada <1,3, especialmente adaptados para substratos FR4 tratados com OSP e PCBs de ouro de imersão ENIG. In a produção em massa de um determinado módulo de controle principal do ventilador, esta pasta de solda ainda pode manter uma taxa de passagem de vazios de 99,1% sob uma janela de refluxo suave com temperatura de pico de 238±2°C e tempo acima do liquidus 62±5 segundos, enquanto os produtos concorrentes sob as mesmas condições têm uma taxa de vazios excessiva de 34%.
Durante a seleção, é necessário verificar se a inclinação da perda de massa na faixa de 200–250°C da curva TGA da pasta de solda é <0,12%/°C. Este parâmetro reflete diretamente a suavidade da decomposição térmica dos componentes do fluxo; uma inclinação excessiva causará liberação repentina de gás durante a fase de imersão. Ao mesmo tempo, é necessário confirmar se o valor da entalpia de fusão no relatório de teste DSC fornecido pelo fabricante é ≥48J/g. Um valor abaixo deste limite indica oxidação severa na superfície do pó metálico ou segregação da liga. Certa vez, uma inspeção recebida encontrou um lote com um valor de entalpia de 45,3J/g, e a taxa média de anulação após entrar on-line disparou para 39,5%. Finalmente, é necessário medir realmente a taxa de alteração da viscosidade da pasta de solda após 4 horas de abertura em ambiente de 25°C/60% UR. Se for >15%, prova que o sistema do agente tixotrópico falhou, o que causará rebarbas nas bordas da impressão e induzirá o acúmulo de vazios ao longo da borda da almofada.
