Мы провели небольшие испытания с использованием припоя для пайки датчиков JJY JH-851A на 42 МЭМС-датчиках давления из трех партий, по 14 штук в каждой партии. Подложки были двусторонними из FR4, размер контактной площадки - 0,3 мм × 0,3 мм, обработка поверхности - ENIG (химическое никель-палладиевое иммерсионное золото), атмосфера оплавления - азот чистотой 99,99%, пиковая температура строго фиксировалась на уровне 235 ℃ ± 2 ℃, время выдержки - 68 секунд, а скорость нагрева - 1,8 ℃/с.
Solder Joint Morphology and Wetting Consistency
Observation of all samples under a 20x stereomicroscope revealed that the Sensor Soldering Solder formed continuous crescent-shaped wetting profiles along the edges of the 0.3mm pads, with no shrinkage cavities or copper exposure. Однако у трех устройств из второй партии наблюдалась односторонняя задержка смачивания. Traceability confirmed that this was caused by a 7μm offset In the stencil aperture combined with a ±0.3N fluctuation In squeegee pressure after Solder Paste printing, rather than insufficient activity of the sensor soldering solder itself.
Скорость рентгеновских пустот и толщина слоя IMC
Паяные соединения BGA сканировались с помощью системы рентгеновского контроля DXR-3000. Результаты показали, что средний коэффициент общей площади пустот составил 3,2%, а максимальный диаметр одиночной пустоты составил ≤35 мкм, что соответствует стандарту IPC-7095B класса 2. Наблюдение с помощью СЭМ поперечного сечения показало, что толщина слоя IMC сосредоточена в диапазоне 2,1～2,4 мкм без значительного выделения хрупких фаз Ni-Sn. Это указывает на то, что припой для пайки датчиков JJY JH-851A обеспечивает достаточную реакцию при пиковой температуре 235 ℃ без чрезмерного роста.
Прочность на сдвиг и стабильность при термическом циклировании
Прочность паяного соединения на сдвиг проверяли с помощью испытательной машины типа «тяни-тяни». Среднее значение составило 86,3 гс со стандартным отклонением ±4,1 гс, а минимальное одноточечное значение все же достигло 79,5 гс, превысив нижний предел в 75 гс, требуемый JEDEC JESD22-B117A. После 1000 термических циклов от -40 ℃/15 мин до 125 ℃/15 мин дрейф сопротивления всех образцов составил <±0,8% полной шкалы, при этом не наблюдалось никаких соединений холодной пайки или растрескивания. Это доказывает, что интерфейсное соединение этого припоя для пайки датчиков остается прочным при повторяющихся термических нагрузках.
Проверка чувствительности окна процесса
Когда пиковая температура оплавления была снижена до 232 ℃, на 5 устройствах наблюдалось небольшое перекрытие, возникающее в областях с расстоянием между соседними контактными площадками <0,45 мм. Повышение температуры до 238℃ привело к подъёму колодок на 2 устройствах. Это указывает на то, что фактическая ширина надежного технологического окна сенсорного припоя JJY JH-851A составляет всего ±3 ℃, и его необходимо использовать в сочетании с модулем мониторинга температуры печи в реальном времени. После увеличения толщины трафарета со 100 мкм до 125 мкм высота схлопывания припоя увеличилась на 18 мкм, что непосредственно привело к трем коротким замыканиям. Следовательно, соотношение площадей апертуры трафарета должно контролироваться в пределах от 0,62 до 0,65.
