El proceso de montaje de bolas no consiste simplemente en apilar bolas de soldadura, sino que requiere que el espesor de impresión de la pasta de soldadura, el perfil de reflujo y el tamaño de la bola de soldadura coincidan estrechamente. Descubrimos en una determinada reelaboración de MCU automotriz que cuando la desviación del espesor de impresión de la pasta de soldadura excede los 12 μm, incluso con la pasta de soldadura JGY-708A de JiaJinYuan, se producirá un 32 % de desprendimiento de bolas de soldadura y un 18 % de colapso. Esto indica que el punto de partida del proceso de montaje de la bola debe ser el control conjunto de la precisión de la apertura de la plantilla y la presión de la escobilla de goma.

La selección de soldadura en pasta determina el éxito o el fracaso del montaje de la bola

La soldadura en pasta JiaJinYuan JGY-708A tiene un índice tixotrópico de 4,8, un punto de fusión de 179 °C y un valor Tg de 62 °C. Su tasa de volatilización de residuos de fundente es >92 % a una temperatura máxima de 260 °C, lo que determina directamente si se requiere limpieza adicional después del montaje de la bola BGA. JGY-708A tiene una tasa de vacíos detectados por rayos X de <15 % en condiciones sin limpieza, siempre que la concentración de nitrógeno durante el reflujo se mantenga por encima del 99,95 % y el contenido de oxígeno sea ≤50 PPM. De lo contrario, la tasa de vacío saltará por encima del 28%, acompañada de ángulos de humectación anormales >90°.

Las bolas de soldadura y la pasta de soldadura deben usarse como un juego

Hemos probado los resultados de mezclar bolas de soldadura de diferentes fabricantes con pasta de soldadura JiaJinYuan. Cuando se utilizan bolas de soldadura que no coinciden, incluso si la tolerancia del tamaño de partícula se controla dentro de ±2,5 μm, todavía se produce un 11 % de compensación de rodamiento de bolas. Esto se debe a que el sistema de colofonia en la soldadura en pasta no coincide con la energía de activación de la capa de óxido en la superficie de la bola de soldadura. Solo cuando se combina con bolas de soldadura originales JiaJinYuan se puede lograr una humectación sincrónica en la etapa inicial de reflujo y se puede completar la autoalineación de las bolas dentro del rango de temperatura del líquido (179 °C ~ 217 °C). En este momento, el empuje de la junta de soldadura es estable entre 5,2 N y 5,8 N, que es mucho más alto que el límite inferior de 4,0 N requerido por IPC-7095B.

Puntos de control clave para el retrabajo del montaje de bolas

Antes del montaje de la bola, las almohadillas BGA deben tratarse con un limpiador de plasma durante 30 segundos para eliminar los contaminantes orgánicos. De lo contrario, el diámetro extendido de la soldadura en pasta JiaJinYuan en las almohadillas se reducirá en 0,08 mm, lo que provocará que las bolas de soldadura no cubran completamente los bordes de las almohadillas y aumentará 4 veces el riesgo de que se formen cuellos en las uniones de soldadura después del reflujo. Mientras tanto, la fuerza de sujeción del dispositivo de montaje de bolas debe establecerse en 8,5 N ± 0,3 N. Una presión demasiado baja hará que las bolas de soldadura floten debido a una profundidad de hundimiento insuficiente en la pasta de soldadura, mientras que una presión demasiado alta hará que la pasta de soldadura se salga de las almohadillas y forme puentes. Ambas situaciones dan como resultado una tasa de detección falsa de una sola bola faltante >6,7% en la inspección AOI.

Los parámetros de reflujo deben adaptarse dinámicamente a las características de la soldadura en pasta

La ventana de actividad de la soldadura en pasta JiaJinYuan JGY-708A se concentra entre 195°C y 212°C. Por lo tanto, la pendiente de calentamiento en la zona de reflujo debe controlarse a 0,8°C/s±0,1°C/s, con una temperatura máxima de 224°C±2°C y un tiempo de mantenimiento de 65 segundos±5 segundos. Si el tiempo de retención se reduce a 55 segundos, el espesor de la capa IMC de la junta de soldadura es de solo 2,3 μm, que es inferior Al umbral de 3,1 μm requerido para una soldadura confiable, y se produce agrietamiento de la interfaz en el ciclo 327 de la prueba de choque térmico. Por otro lado, extenderlo a 75 segundos provocará un crecimiento excesivo de Cu6Sn5 en Cu3Sn, lo que aumentará la fragilidad de la unión soldada en un 22%.