Durante o processo de soldagem de placas de alta frequência, vazios dentro das juntas de solda não são apenas um sinal de soldagem fria ou ruim, mas também uma causa importante de flutuações não lineares na constante dielétrica e na tangente de perda. Tais flutuações amplificam diretamente a dispersão dos parâmetros S em bandas de frequência acima de 28 GHz, resultando em orçamentos de link de máquina inteira fora da tolerância. Certa vez, descobrimos na produção em massa de um determinado PCB de radar de ondas milimétricas que quando a taxa de vazios no mesmo LOT aumentou de 2,1% para 5,8%, o deslocamento da largura de banda de -3dB atingiu 1,7 GHz, e esse deslocamento não pôde ser compensado pela pós-calibração.
O mecanismo de formação de vazios está fortemente correlacionado com a formulação da pasta de solda
Os vazios não são determinados apenas pela atmosfera de reFluxo ou pelo perfil de temperatura; sua causa raiz está na relação de correspondência entre a distribuição do tamanho das partículas do pó metálico na pasta de solda, a temperatura de Início da decomposição térmica da resina de fluxo e a taxa de escape do gás. A pasta de solda de baixo vazio Jia Jinyuan controla estritamente o D50 do pó de liga Sn96.5Ag3.0Cu0.5 em 18,3 μm ± 0,4 μm, enquanto define a temperatura de pico de decomposição principal do fluxo à base de colofônia em 142 ℃, que cai exatamente dentro da janela após o colapso da pasta de solda ser concluído e antes da temperatura liquidus (217 ℃), evitando assim que o gás seja preso e bloqueado pela solda líquida.
Pontos-chave do controle coordenado nos processos de impressão e colocação
O tamanho da abertura do estêncil deve ser adaptado dinamicamente ao tamanho das partículas da pasta de solda. Ao usar um estêncil gravado a laser com 0,08 mm de espessura, se a largura da abertura for muito pequena, a pressão do rodo deve ser aumentada de forma síncrona para 5,2 kg para garantir a taxa de enchimento, mas a pressão excessiva irá exacerbar a extrusão do fluxo e induzir vazios nas bordas. Portanto, adotamos um design de ângulo de rodo escalonado: usando um ângulo de 55° na fase inicial de impressão para obter o enchimento inicial e mudando automaticamente para um ângulo de 62° na última metade para completar a compactação. Esta abordagem reduz a taxa de ocorrência de vazios nas bordas dos dispositivos QFN em 41%.
O processo de refluxo deve evitar três tipos de pontos de risco ocultos
Embora um teor de oxigênio abaixo de 100 PPM em uma atmosfera de nitrogênio seja benéfico para reduzir a oxidação, se o ponto de orvalho for superior a -40°C, as microbolhas geradas pela reação do vapor de água com resíduos de fluxo são mais difíceis de descarregar. Portanto, a temperatura de regeneração do secador de nitrogênio deve ser fixada em 180°C e o ciclo de adsorção ajustado para 4,5 minutos. Além disso, o tempo insuficiente na zona de imersão levará à ativação incompleta dos ácidos orgânicos, enquanto o tempo excessivo causará carbonização e retenção de algumas resinas. In nas linhas de produção reais, definimos o intervalo de 150–180°C para 98 segundos, com uma flutuação superior e inferior de não mais que ±3 segundos. Finalmente, se a temperatura de pico exceder 245°C, embora possa reduzir a taxa de vazios, acelerará o crescimento excessivo de compostos intermetálicos Cu6Sn5, encurtando a vida de fadiga mecânica de alta frequência das juntas de solda em 37%.
Os limites de julgamento da AOI e da inspeção por raios X devem ser redefinidos
O AOI tradicional apenas emite alarmes para vazios com base na proporção da área, mas as placas de alta frequência devem incorporar o julgamento do peso da posição. Por exemplo, um único vazio com diâmetro >35μm na área central de um BGA deve ser interceptado, enquanto as juntas de solda de borda podem ter múltiplos vazios <20μm, desde que não estejam conectados e estejam >8μm afastados do limite da almofada. In Imagens de raios X, se os vazios forem regularmente circulares com bordas afiadas, eles são provavelmente causados pela volatilização do fluxo; se estiverem rasgados ou com formato de rebarba, indicam desgaste do estêncil ou deslocamento de posicionamento. In nesses casos, a linha deve ser interrompida imediatamente para substituir o estêncil e testar novamente os dados SPI.
