При реболлинге микросхем BGA для допайки, если используется обычная паяльная паста, при рентгеновском контроле часто выявляются пустоты большой площади, особенно сконцентрированные в центральной части шариков припоя. Это в совокупности вызвано затрудненными путями испарения флюса в традиционной паяльной пасте, неравномерной плотностью упаковки металлического порошка и ограниченными каналами выхода газов во время процесса оплавления. In, напротив, паяльная паста с низким содержанием пустот JJY JGY-850 оптимизирует соотношение канифоли и смолы и распределение частиц по размерам сферического оловянного порошка микронного размера, обеспечивая поэтапное и стабильное разложение флюса, контролируемое поведение осадки паяльной пасты, а также достаточное смачивание и распространение жидкого металла при пиковой температуре 245 ° C, тем самым значительно снижая вероятность удержания пузырьков.
Испытания нашей производственной линии по доработке отечественного 676-контактного BGA-чипа показали, что после реболлинга обычной паяльной пастой и стандартного азотного оплавления средний уровень пустот в паяных соединениях достиг 18,7%, при этом в 43% соединений доля пустот превышала 15%. После перехода на паяльную пасту JJY JGY-850 и синхронной регулировки давления ракеля до 0,35 МПа и скорости печати до 25 мм/с уровень пустот в той же партии печи снизился до 7,2%, а 92% паяных соединений имели размеры пустот менее 10% от диаметра одного шарика припоя. Это показывает, что степень соответствия реологических свойств самой паяльной пасты и технологического окна напрямую определяет границу надежности доработочной пайки.
Выбор толщины трафарета должен учитывать содержание металла и размер частиц паяльной пасты. Например, при использовании трафарета 0,12 мм, вырезанного лазером, для BGA с шагом 0,3 мм, если доля сплава Sn96.5Ag3.0Cu0.5 в паяльной пасте ниже 88,5%, весьма вероятны такие проблемы, как плохое высвобождение отпечатка и неравномерность высоты шарика припоя. Измеренное содержание металла в паяльной пасте JJY JGY-850 составляет 89,2±0,3%. Благодаря размеру отверстия трафарета 0,12 мм, рассчитанному на 0,8 диаметра шарика припоя, отклонение объема паяльной пасты после реболлинга можно контролировать в пределах ± 4,5%, что обеспечивает двойную защиту для предотвращения образования мостиков припоя и пустот во время последующего оплавления.
Концентрацию кислорода в атмосфере азота необходимо постоянно контролировать и поддерживать на уровне ниже 100 PPM. В противном случае, даже если используется паяльная паста с низким содержанием пустот, ее поверхностно-активные вещества все равно будут вступать в побочные реакции с остаточным кислородом при высоких температурах с образованием нелетучих оксидов, которые, в свою очередь, препятствуют полному смачиванию паяльной пасты на границе контакта площадки и шарика припоя. Однажды мы наблюдали аномальное повышение уровня пустот до 13,6% в партии, где колебания потока азота в оборудовании привели к повышению концентрации кислорода до 320 частей на миллион. Это явление сразу же снизилось до 7,4% после восстановления стабильности подачи газа, что подтверждает, что работоспособность паяльной пасты должна поддерживаться контролируемой технологической средой.
Накопление термических напряжений при доработке пайки нельзя игнорировать. Если один и тот же BGA-чип подвергается более чем трем операциям реболлинга + оплавления, на границе между медной фольгой контактной площадки и подложкой печатной платы могут возникнуть микротрещины. В это время плотные паяные соединения, образованные паяльной пастой с низким содержанием пустот, вместо этого будут усиливать эффект концентрации напряжений. Поэтому мы строго оговариваем, что доработка одного чипа не должна превышать двух раз, а перед второй доработкой необходимо провести испытание летающим зондом, чтобы проверить, превышает ли ослабление сцепления колодки 17% от исходного значения. Только если она соответствует стандарту, разрешается продолжать использовать паяльную пасту JJY JGY-850 для операций реболлинга.
