La Cláusula 5.3.2 de IPC-7711/21C estipula explícitamente que la tolerancia de volumen de la soldadura en pasta utilizada para el retrabajo de BGA es ±15% del valor nominal, mientras que J-STD-020D.1 requiere que la temperatura máxima de reflujo de la soldadura sin plomo sea de 235 ℃ ± 5 ℃. Este valor no debe aumentarse Ni disminuirse según la experiencia; de lo contrario, provocará cambios abruptos de tensión interna en el paquete PBGA y la propagación de microfisuras en el sustrato de silicio del chip. En una fábrica de automóviles en Shenzhen, una vez establecimos la temperatura máxima en 242 ℃, lo que provocó una tasa de falla del 8,7 % durante tres lotes consecutivos de módulos de ECU después del envejecimiento a alta temperatura; el espesor de impresión de la pasta de soldadura debe coincidir estrictamente con el diámetro de la bola de soldadura BGA. Cuando la bola de soldadura mide 0,3 mm, el tamaño de apertura de la plantilla recomendado es 0,28 mm × 0,28 mm con un espesor de 0,12 mm. Si se utiliza una plantilla de 0,15 mm de espesor sin reducir el tamaño de la apertura sincrónicamente, el volumen de soldadura en pasta de un solo punto excederá el límite superior en un 22%, lo que fácilmente conduce a la fusión de las bolas de soldadura y la acumulación de huecos en el fondo después del reflujo.
La precisión del control de temperatura de la boquilla de aire caliente debe estar dentro de ±2 ℃, que es el umbral de aceptación obligatorio del equipo especificado en el Apéndice B de GB/T 3131-2021. Los equipos con una precisión por debajo de este umbral frecuentemente experimentarán la coexistencia de una mala humectación de las bolas de soldadura en los bordes y uniones de soldadura fría en el centro durante el retrabajo real. La causa fundamental es el desequilibrio del gradiente del campo de temperatura. Una vez realizamos mediciones con una cámara termográfica infrarroja en una fábrica OEM en Dongguan y descubrimos que cuando una estación de aire caliente barata se configuraba a 235 ℃, la temperatura real en el centro de la boquilla era de 237,6 ℃, mientras que el área del borde era de solo 229,3 ℃, con una diferencia de temperatura de 8,3 ℃, superando con creces la ventana de proceso de ±3 ℃ permitida por IPC-A-610G; La soldadura en pasta seleccionada debe cumplir con el requisito de actividad ROL0 en J-STD-005B y su contenido de metal no debe ser inferior Al 88,5%. Un valor por debajo de este dará lugar a un aumento de los residuos de flujo y a una contaminación iónica excesiva, lo que inducirá la migración electroquímica en entornos de alta humedad. El año pasado, una fábrica de módulos de potencia en Huizhou experimentó fallas CAF por lotes debido a este problema, con todas las ubicaciones de falla concentradas cerca de la tercera fila de uniones soldadas en el área BGA.
La velocidad de calentamiento durante la fase de precalentamiento debe controlarse entre 1,5 ℃/s y 2,0 ℃/s. Este parámetro se deriva de la limitación del choque térmico para sustratos orgánicos en la Cláusula 6.4.1 de IPC-7095B. Una velocidad de calentamiento excesivamente rápida no solo exacerba la deformación de la PCB, sino que también provoca la expansión de los microporos internos en el sustrato de resina BT, lo que reduce la resistencia Al corte de la unión de soldadura. Nuestras pruebas de seguimiento muestran que cuando la velocidad de precalentamiento supera los 2,3 ℃/s, la fuerza de empuje promedio de las uniones de soldadura en dispositivos BGA de paso de 0,4 mm disminuye en un 19 %; el tiempo de retención debe garantizar que la temperatura de la superficie de la almohadilla sea estable a 150 ℃ ± 5 ℃ durante Al menos 90 segundos para completar la activación del fundente y la eliminación de la película de óxido, pero no debe exceder los 120 segundos; de lo contrario, el componente de colofonia en la pasta de soldadura se carbonizará excesivamente, lo que resultará en un residuo ennegrecido después del reflujo que es difícil de limpiar. Un cliente en Hefei una vez estableció el tiempo de espera en 135 segundos, lo que provocó que la tasa de falsos positivos de AOI se disparara Al 34%.
La ventana de tiempo de reflujo debe comprimirse entre 45 y 65 segundos, con el tiempo de mantenimiento de la temperatura máxima estrictamente limitado a entre 4 y 8 segundos. Esta es la clave para prevenir la interdifusión excesiva de la soldadura y el engrosamiento anormal de la capa IMC. Las mediciones reales muestran que si la temperatura máxima supera los 10 segundos, el espesor de la fase Cu6Sn5 superará el valor crítico de 3,2 μm, lo que reducirá significativamente la vida útil del choque térmico. Durante la reelaboración de una placa de estación base de comunicaciones en Nanjing, descubrimos que para la misma FPGA Xilinx, la tasa de agrietamiento de la junta de soldadura de las muestras con una permanencia máxima de 9 segundos fue 2,8 veces mayor que la de las muestras con una permanencia de 6 segundos después de 1000 ciclos de -40 ℃/125 ℃; el proceso de limpieza debe utilizar solventes de baja tensión superficial aprobados por IPC-J-STD-033C, y la temperatura de limpieza no debe ser superior a 50 ℃; de lo contrario, el fundente residual formará un gel higroscópico en la parte inferior del BGA, acelerando el proceso de corrosión galvánica. Un cliente en Suzhou experimentó una vez un brote concentrado de fallas por daños ESD dentro de los tres meses posteriores a la entrega debido a este problema.
Los operadores deben usar un detector XRF para verificar el contenido metálico de la pasta de soldadura en cada turno y medir el cambio de espesor de la plantilla con un micrómetro. La plantilla debe retirarse de servicio cuando la cantidad de desgaste exceda el 8% del valor inicial, porque el error del área de apertura real superará la banda de tolerancia de ±15% después de la deformación de la plantilla; Después de cada reemplazo de la boquilla de aire caliente, se debe realizar una calibración de temperatura de tres puntos, es decir, se colocan termopares tipo K en el centro de la boquilla, el borde izquierdo y el borde derecho para una lectura sincrónica. Si la desviación en cualquier posición excede ±2 ℃, se requiere recalibración y la calificación no debe juzgarse únicamente por el mensaje de autoprueba del equipo; antes de volver a trabajar, se debe confirmar que no hay una cubierta protectora en la parte posterior de la PCB Ni un condensador de tantalio de gran capacidad adyacente Al área BGA; de lo contrario, la disipación de calor local anormal obligará a los operadores a elevar artificialmente la temperatura establecida, lo que generará peligros ocultos de daño térmico.
