При ремонте BGA мы никогда не смешиваем паяльную пасту и флюс в фиксированном соотношении. Вместо этого мы сначала проверяем остаточное состояние шариков припоя на корпусе чипа, а затем решаем, следует ли наносить флюс путем распыления, кисти или трафаретной печати, исходя из уровня окисления площадок печатной платы и следов смачивания, оставшихся после предыдущего оплавления. Паяльная паста должна соответствовать диаметру шарика припоя, выбирая порошок типа 4 или типа 5; например, шарики припоя диаметром 0,3 мм должны использовать тип 4 (20–38 мкм), а если тип 3 используется по ошибке, после оплавления появится большое количество шариков припоя и перемычек.
Больше потока не всегда лучше. Для BGA-чипов с шагом менее 0,4 мм, если на контактные площадки нанесен слой флюса толщиной более 0,08 мм, во время оплавления весьма вероятно образование внутренних пустот из-за захваченных летучих газов. Между тем, остатки флюса также могут скрывать крошечные дефекты разомкнутой цепи при рентгеновском контроле. Поэтому перед тестированием FCT мы должны использовать измеритель ионного загрязнения, чтобы подтвердить, что Cl? содержание ниже 1,56 мкг/см2; в противном случае AOI вообще не сможет обнаружить соединения холодной пайки.
Параметры печати паяльной пасты не могут быть напрямую скопированы с производственных линий SMT. Толщина специального трафарета для шарового монтажа BGA обычно составляет 0,12 мм, при этом размер отверстия уменьшается на 10 % с каждой стороны относительно площадки. Угол швабры должен быть установлен на 60°, а давление контролироваться на уровне 4,5 кгс; в противном случае степень заполнения паяльной пастой упадет ниже 75 %, что приведет к нестабильной высоте шариков припоя после оплавления. Это несоответствие приведет к разрушению паяных соединений после 300 циклов термических испытаний.
Обычно мы используем не требующий очистки флюс в сочетании с паяльной пастой с низким содержанием остатков, но обязательным условием является то, что толщина меди на поверхности печатной платы должна быть ≥35 мкм. В противном случае галогенные компоненты флюса ускорят коррозию поверхности меди при высоких температурах. Специально для плат процесса OSP уровень активности флюса должен быть снижен до ROL0; в противном случае колодки побелеют и начнут вздуваться после более чем трех циклов доработки.
In мы обнаружили, что корпуса BGA с большими шариками припоя диаметром более 0,5 мм больше подходят для первой подачи флюса, а затем для монтажа шариков, в то время как корпуса с мелким шагом 0,3 мм требуют однократной печати с использованием смешанной смеси паяльной пасты и флюса. Объемное соотношение смешивания контролируется на уровне от 8% до 12% флюса; слишком большое количество приведет к разрушению паяльной пасты, а слишком малое количество не сможет эффективно удалить оксидную пленку. Это значение было неоднократно проверено на 200 списанных материнских платах в нашей мастерской, а не является теоретическим значением из таблицы данных.
Пиковая температура профиля оплавления должна быть на 15–20 ℃ выше номинальной температуры плавления паяльной пасты, но время зоны выдержки не должно превышать 90 секунд. В противном случае канифольная матрица во флюсе обуглится и почернеет, что не только повлияет на последующую интерпретацию рентгеновских лучей, но и приведет к накоплению обуглившихся изолирующих остатков под BGA, что приведет к сбоям в концентрации тепловых напряжений. Проблемы такого типа особенно распространены при переделке материнской платы сервера.
