กระบวนการติดตั้งลูกบอลไม่ได้เป็นเพียงการวางลูกบอลประสานเท่านั้น แต่ยังต้องมีความหนาในการพิมพ์แบบวางประสาน โปรไฟล์การรีโฟลว์ และขนาดลูกบอลประสานเพื่อให้จับคู่กันอย่างแน่นหนา เราพบในการปรับปรุง MCU ของยานยนต์บางกรณีว่าเมื่อส่วนเบี่ยงเบนความหนาของการพิมพ์แบบวางบัดกรีเกิน 12μm แม้ว่าจะใช้แบบบัดกรี JGY-708A จาก JiaJinYuan ก็จะมีการฝังลูกบอลบัดกรี 32% และการยุบตัว 18% จะเกิดขึ้น สิ่งนี้บ่งชี้ว่าจุดเริ่มต้นของกระบวนการติดตั้งลูกบอลจะต้องเป็นการควบคุมร่วมกันของความแม่นยำของรูรับแสงลายฉลุและแรงกดของไม้กวาดหุ้มยาง

การเลือกการวางแบบบัดกรีจะกำหนดความสำเร็จหรือความล้มเหลวในการติดตั้งลูกบอล

JiaJinYuan JGY-708A สารบัดกรีมีดัชนีไทโซโทรปิก 4.8 จุดหลอมเหลว 179°C และค่า Tg 62°C อัตราการระเหยของฟลักซ์ตกค้างอยู่ที่ >92% ที่อุณหภูมิสูงสุด 260°C ซึ่งเป็นตัวกำหนดโดยตรงว่าจำเป็นต้องทำความสะอาดเพิ่มเติมหรือไม่หลังจากติดตั้งลูกบอล BGA JGY-708A มีอัตราโมฆะที่ตรวจพบด้วยรังสีเอกซ์ <15% ภายใต้สภาวะที่ไม่ทำความสะอาด โดยมีเงื่อนไขว่าความเข้มข้นของไนโตรเจนในระหว่างการรีโฟลว์จะคงไว้สูงกว่า 99.95% และปริมาณออกซิเจนอยู่ที่ ≤50ppm มิฉะนั้น อัตราช่องว่างจะกระโดดสูงกว่า 28% ร่วมกับมุมเปียกที่ผิดปกติ >90°

ต้องใช้ลูกประสานและสารบัดกรีเป็นชุด

เราได้ทดสอบผลลัพธ์ของการผสมลูกประสานจากผู้ผลิตหลายรายด้วยตัวประสาน JiaJinYuan เมื่อใช้ลูกบอลบัดกรีที่ไม่ตรงกัน แม้ว่าความคลาดเคลื่อนของขนาดอนุภาคจะถูกควบคุมภายใน ±2.5μm แต่ 11% ของออฟเซ็ตการกลิ้งของลูกบอลยังคงเกิดขึ้น เนื่องจากระบบขัดสนในส่วนผสมประสานไม่ตรงกับพลังงานกระตุ้นของชั้นออกไซด์บนพื้นผิวลูกประสาน เฉพาะเมื่อจับคู่กับลูกบอลบัดกรี JiaJinYuan ดั้งเดิมเท่านั้นที่สามารถทำให้เปียกแบบซิงโครนัสได้ในขั้นตอนแรกของการรีโฟลว์ และการจัดตำแหน่งลูกบอลเองจะเสร็จสิ้นภายในช่วงอุณหภูมิของเหลว (179°C~217°C) ในขณะนี้ แรงขับของข้อต่อประสานมีเสถียรภาพระหว่าง 5.2N~5.8N ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัดล่าง 4.0N ที่กำหนดโดย IPC-7095B มาก

จุดควบคุมหลักสำหรับการปรับปรุงการติดตั้งลูกบอล

ก่อนติดตั้งลูกบอล แผ่น BGA จะต้องได้รับการบำบัดด้วยเครื่องทำความสะอาดพลาสมาเป็นเวลา 30 วินาทีเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนอินทรีย์ มิฉะนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางการแพร่กระจายของสารบัดกรี JiaJinYuan บนแผ่นอิเล็กโทรดจะหดตัวลง 0.08 มม. ส่งผลให้ลูกบอลบัดกรีไม่สามารถปิดขอบแผ่นได้จนสุด และเพิ่มความเสี่ยงที่ข้อต่อบัดกรีจะคอขึ้น 4 เท่าหลังจากการรีโฟลว์ ในขณะเดียวกัน แรงจับยึดของฟิกซ์เจอร์ยึดลูกบอลต้องตั้งไว้ที่ 8.5N±0.3N แรงดันต่ำเกินไปจะทำให้ลูกบอลบัดกรีลอยเนื่องจากการจมลึกลงในสารบัดกรีไม่เพียงพอ ในขณะที่แรงดันสูงเกินไปจะทำให้สารบัดกรีถูกบีบออกจากแผ่นอิเล็กโทรดและสร้างสะพาน ทั้งสองสถานการณ์ส่งผลให้มีอัตราการตรวจจับผิดพลาดที่หายไปจากลูกบอลเดี่ยว >6.7% ในการตรวจสอบ AOI

พารามิเตอร์การจัดเรียงจะต้องปรับแบบไดนามิกให้เข้ากับลักษณะการวางบัดกรี

หน้าต่างกิจกรรมของสารบัดกรี JiaJinYuan JGY-708A มีความเข้มข้นระหว่าง 195°C~212°C ดังนั้น ต้องควบคุมความลาดเอียงของการทำความร้อนในโซนการไหลกลับที่ 0.8°C/s±0.1°C/s โดยมีอุณหภูมิสูงสุดที่ 224°C±2°C และเวลาคงค้างที่ 65 วินาที±5 วินาที หากเวลาการถือครองลดลงเหลือ 55 วินาที ความหนาของชั้น IMC ของข้อต่อบัดกรีจะอยู่ที่ 2.3μm เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ 3.1μm ที่จำเป็นสำหรับการบัดกรีที่เชื่อถือได้ และการแตกร้าวของอินเทอร์เฟซจะเกิดขึ้นที่รอบที่ 327 ในการทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน ในทางกลับกัน การขยายเวลาเป็น 75 วินาที จะทำให้ Cu6Sn5 เติบโตมากเกินไปเป็น Cu3Sn ทำให้ข้อต่อบัดกรีมีความเปราะบางเพิ่มขึ้น 22%