Повторная пайка — это не простой процесс повторного нагрева и охлаждения, а комплексная реакция на распределение температурных напряжений исходной печатной платы, толщину интерметаллических соединений на контактных площадках и разницу теплоемкости компонентов. Мы обработали более 2300 случаев ремонта 8-слойных плат BGA в мастерской JJY SMT и обнаружили, что 92% дефектов соединений холодной пайки возникают из-за коробления контактных площадок, вызванного скоростью нарастания предварительного нагрева, превышающей 3,2 ℃/с.
Параметры системы горячего воздуха должны быть динамически согласованы с толщиной печатной платы.
При использовании паяльной станции JJY JRY-850A для 6-слойных плат верхнее сопло горячего воздуха должно быть установлено на 280 ℃/45 л/мин, а нижняя платформа предварительного нагрева — на 145 ℃. Для 12-слойных медных плат нижняя температура должна быть увеличена до 165 ℃, а время предварительного нагрева увеличено до 180 секунд. В противном случае, когда нижние шарики припоя BGA отсоединятся, чрезмерная разница температур между верхом и низом приведет к отслаиванию площадки. Этот отказ проявляется как внезапное увеличение количества пустот на одной стороне паяных соединений более чем на 47% при рентгеновском контроле.
Погрешность размеров апертуры трафарета напрямую определяет консистенцию заполнения паяльной пастой.
Мы настаиваем на использовании лазерного трафарета толщиной 0,12 мм с той же компоновкой, что и исходная производственная линия SMT, размер апертуры которой увеличен на 8% по сравнению с диаметром шарика припоя BGA. Если трафарет произвольно заменить на гальванопластиковый трафарет толщиной 12 мкм или апертуру расширить до +12%, вероятность перемыкания припоем после доработки увеличится в 3,8 раза. Особенно в устройствах QFN с шагом 0,4 мм мостиковое соединение часто сопровождается остатками нижнего флюса, что приводит к последующим неудачным испытаниям на ионное загрязнение.
Степень активности флюсовой пасты должна точно соответствовать температурному диапазону удаления.
При удалении стружки CSP с шагом 0,3 мм выбирается не требующая очистки паста уровня ROL0, поскольку ее пиковая температура активации попадает в диапазон от 215 ℃ до 228 ℃, что точно покрывает критическое окно смачивания в последние 3 секунды перед выводом горячего воздуха. Если паста ROL1 используется по ошибке, она не активируется полностью до тех пор, пока температура не превысит 240 ℃, после чего шарики припоя уже начнут разрушаться и деформироваться, в конечном итоге вызывая отклонение высоты паяного соединения, превышающее диапазон допуска ±0,03 мм.
AOI и рентгеновский контроль после пайки не могут заменить ручную микроскопическую повторную оценку.
AOI имеет коэффициент распознавания пустот в нижней части BGA менее 61%. Мы должны использовать микроскоп JJY ZM-2000 с комбинацией яркого поля и поляризованного света с увеличением 40x, чтобы осмотреть каждое паяное соединение одно за другим, обращая внимание на то, имеет ли край шарика припоя непрерывный металлический блеск, есть ли микротрещины, распространяющиеся на поверхность контакта с контактной площадкой, и имеет ли слой IMC неравномерный неровный рост. Эти детали напрямую связаны с частотой отказов этой печатной платы в испытаниях на старение при высоких температурах и высокой влажности.
