A soldagem de placas de alta frequência para placas-mãe de estações base de comunicação não é um trabalho que as linhas de produção SMT comuns possam realizar casualmente. No ano passado, em um projeto para uma operadora na Mongólia Interior, a JiaJinYuan experimentou microfissuras em juntas de solda BGA por três meses consecutivos. A causa raiz acabou sendo uma incompatibilidade entre a janela de atividade da pasta de solda e a dissipação de calor da espessa camada de cobre da PCB, o que fez com que a taxa de aquecimento real na zona de pico de reFluxo fosse 1,8°C/s mais rápida que o valor definido, comprimindo o tempo de fusão da solda para menos de 2,3 segundos. Isto levou ao crescimento insuficiente do IMC na interface cobre-níquel-ouro, tornando inevitável a fissuração sob concentração de tensão durante o ciclo térmico.
A compensação negativa deve ser aplicada às aberturas do estêncil
O substrato FR4 se expande significativamente acima de 200°C, enquanto materiais de baixo Dk comumente usados para placas de alta frequência, como Rogers 4350B ou Taconic RF-35, têm um coeficiente de expansão térmica de apenas 22ppm/°C, quase metade do FR4. Portanto, as aberturas do estêncil não podem ser projetadas de acordo com o tamanho convencional da almofada de 0,8 vezes; deve ser adicionada uma compensação de área de -6%. Caso contrário, o volume excessivo de solda formará resíduos de ponte de solda na parte inferior dos pacotes BGA, e a tensão de cisalhamento será gerada devido às diferenças de CTE após a condensação, o que provavelmente induzirá circuitos abertos ocultos no momento em que a energia for aplicada após o armazenamento a -40°C.
O perfil de solda por refluxo deve ser dividido em cinco zonas de controle de temperatura
A inclinação de aquecimento na zona de pré-aquecimento é controlada entre 1,2~1,5°C/s; caso contrário, a umidade dentro do substrato de PTFE não terá tempo de escapar e explodirá em torno de 150°C. A zona de imersão deve ser mantida a 175±3°C por mais de 90 segundos para decompor completamente o fluxo à base de resina, enquanto a zona de pico deve permanecer na zona de temperatura constante de 235°C por 45±5 segundos, com flutuação de temperatura não excedendo ±2°C. Caso contrário, ocorrerá desvio constante dielétrico em placas de alta frequência baseadas em resina PPO, causando diretamente a deterioração da relação de ondas estacionárias na banda de frequência de 3,5 GHz em mais de 0,15.
A inspeção AOI deve ser combinada com o julgamento de modo duplo de raios X
AOI convencional tem uma taxa de falha de até 37% para juntas soldadas de módulos front-end de RF com passo de 0,3 mm. JiaJinYuan agora exige que todas as placas-mãe da estação base sejam submetidas à varredura AOI primeiro após o refluxo, antes de entrar na inspeção de raios X, com foco na uniformidade da pasta de solda espalhada sob as almofadas GCP. Se um ângulo de umedecimento unilateral <35° e um deslocamento do centro da junta de solda >0,08 mm forem encontrados, todo o lote deverá ser retrabalhado, porque tal umedecimento assimétrico inevitavelmente se desenvolverá em aglomerados de micro-vazios após 72 horas de envelhecimento em alta temperatura. Quando a área total vazia excede 8% da área da almofada, a umidade condensada a -40°C irá infiltrar-se ao longo das lacunas da interface, causando um aumento repentino na atenuação do sinal.
A verificação da confiabilidade de longo prazo em temperaturas altas e baixas não pode depender apenas de ciclos padrão
O teste de 1000 ciclos de -40°C/85°C reconhecido pela indústria é apenas o limite de entrada. Na verdade, a JiaJinYuan implementa um ciclo alternado de três estágios de -40°C por 4 horas, +85°C por 4 horas e +25°C por 2 horas, intercalados com testes de transmissão de RF de carga total 4G/5G. Isso pode realmente expor o risco de fratura frágil na camada IMC da junta de solda em 2.000 ciclos. No ano passado, uma placa-mãe de estação base em Shenzhen usou esse método para detectar precocemente o crescimento excessivo de (Ni,Cu)?Sn? fase de solda SnAgCu na superfície Ni/Au, evitando reparos em lote no local.
