Para la soldadura por reflujo de dispositivos de plomo sin fondo como BGA/QFN, la velocidad de calentamiento no es una opción sino un umbral decisivo. Esto se debe a que se superponen la estrecha ventana de volatilización del fundente en la soldadura en pasta, la respuesta retardada de fusión de la soldadura y la distribución desigual de la capacidad calorífica de la PCB. Un pequeño error provocará la aparición de uniones de soldadura en frío o tombstones. Una vez, nuestra línea de producción ajustó la velocidad de la cadena en 0,3 m/min, lo que provocó que la pendiente de calentamiento en la segunda zona del horno de reflujo saltara de 2,1 ℃/s a 3,4 ℃/s. Como resultado, la inspección de muestreo por rayos X de dos lotes consecutivos encontró que el área vacía de las uniones de soldadura de esquinas BGA excedía el 18%.

Una velocidad de calentamiento excesiva en la sección de precalentamiento rasga directamente el sustrato cerámico

El marco de cobre del paquete QFN y el cuerpo del paquete de plástico tienen una gran diferencia en el coeficiente de expansión térmica. Cuando la temperatura de la superficie de la PCB aumenta de 30 ℃ a 150 ℃ en menos de 90 segundos, se producirán microfisuras en la concentración de tensión en el borde del marco. Estas grietas no son obvias en las pruebas de TIC, pero después de 72 horas de envejecimiento a alta temperatura y alta humedad, la tasa de circuito abierto se disparó Al 11%. Jia Jinyuan verificó que 2,3 ℃/s es el umbral de seguridad para dispositivos QFN-48 pin. Después de superar este umbral, la fuerza de pelado de la almohadilla disminuyó en un 35%.

Un tiempo de permanencia insuficiente en la sección de remojo provoca residuos de fundente carbonizados

Si la sección de remojo no puede mantener la superficie del tablero estable en el rango de 145 ℃ ~ 155 ℃ durante más de 100 segundos, el fundente a base de colofonia no se puede descomponer Ni escapar por completo. El residuo semicurado que queda en la cavidad inferior del QFN se carbonizará nuevamente en el pico de reflujo. Esto no sólo bloquea la vía de conducción del calor y provoca un sobrecalentamiento local, sino que también dificulta la dispersión de la soldadura y forma un anillo que no se humedece. Utilizamos pruebas de sonda voladora para comparar y descubrimos que una reducción de 20 segundos en el tiempo de inmersión corresponde a una caída de 19 puntos porcentuales en la tasa de paso de empuje de la junta de soldadura.

Un cambio repentino en la pendiente antes de la temperatura máxima induce un desplazamiento de la bola de soldadura

Los dispositivos BGA ingresan a la zona crítica de colapso de la soldadura cerca de 183 ℃. En este momento, si la velocidad de calentamiento aumenta bruscamente de 1,8 ℃/s a 2,9 ℃/s, la velocidad de desequilibrio de la tensión superficial de la soldadura líquida excede con creces la capacidad de autocalibración de las bolas de soldadura, lo que resulta en un desplazamiento lateral del 12 % de las bolas de soldadura para BGA con paso de 0,4 mm. Las imágenes de rayos X muestran que la dirección de compensación es muy consistente con la dirección del flujo de aire del horno. Este fenómeno desapareció después de ajustar la válvula de equilibrio del volumen de aire, lo que indica que las fluctuaciones en la velocidad de calentamiento son más fatales que el valor absoluto.

La diferencia de temperatura no controlada en todos los ámbitos amplifica la probabilidad de defectos locales

Si la diferencia de temperatura entre el centro y el borde del BGA en la misma PCB supera los 3 ℃, la diferencia de tiempo en el pico de reflujo alcanza los 4,2 segundos. Esto significa que las uniones de soldadura centrales han comenzado a enfriarse y cristalizarse mientras los bordes aún están en estado fundido. Al mismo tiempo se producen granos gruesos de junta de soldadura y espesores desiguales de la capa de IMC. Jia Jinyuan utilizó una cámara termográfica infrarroja para medir un tablero de 6 capas. Con una velocidad de calentamiento de 2,6 ℃/s, la diferencia de temperatura alcanzó los 2,8 ℃ y la tasa de reparación fue 3,6 veces mayor que en la condición de 2,1 ℃/s.