ข้อ 5.3.2 ของ IPC-7711/21C กำหนดไว้อย่างชัดเจนว่าความทนทานต่อปริมาตรของสารบัดกรีที่ใช้สำหรับการทำงานซ้ำ BGA คือ ±15% ของค่าที่ระบุ ในขณะที่ J-STD-020D.1 กำหนดให้อุณหภูมิการรีโฟลว์สูงสุดของสารบัดกรีไร้สารตะกั่วอยู่ที่ 235°C±5°C ค่านี้จะต้องไม่เพิ่มหรือลดลงตามประสบการณ์ มิฉะนั้นจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเค้นภายในอย่างกะทันหันในแพ็คเกจ PBGA และการแพร่กระจายของรอยแตกขนาดเล็กในซับสเตรตซิลิคอนของชิป ที่โรงงานเกรดยานยนต์ในเซินเจิ้น ครั้งหนึ่งเราเคยตั้งอุณหภูมิสูงสุดไว้ที่ 242°C ซึ่งทำให้อัตราความล้มเหลวอยู่ที่ 8.7% สำหรับโมดูล ECU สามชุดติดต่อกันหลังจากการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง ความหนาของการพิมพ์แบบวางประสานจะต้องจับคู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางลูกประสาน BGA อย่างเคร่งครัด เมื่อลูกบอลบัดกรีมีขนาด 0.3 มม. ขนาดรูรับแสงลายฉลุที่แนะนำคือ 0.28 มม. × 0.28 มม. โดยมีความหนา 0.12 มม. หากใช้สเตนซิลหนา 0.15 มม. โดยไม่ลดขนาดรูรับแสงพร้อมกัน ปริมาตรของสารบัดกรีจุดเดียวจะเกินขีดจำกัดบน 22% ซึ่งนำไปสู่การรวมตัวของลูกบอลบัดกรีและการสะสมของโมฆะด้านล่างได้ง่ายหลังจากการรีโฟลว์
ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิของหัวเป่าลมร้อนต้องอยู่ภายใน ±2°C ซึ่งเป็นเกณฑ์การยอมรับอุปกรณ์บังคับที่ระบุในภาคผนวก B ของ GB/T 3131-2021 อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำต่ำกว่าเกณฑ์นี้มักจะประสบกับการอยู่ร่วมกันของลูกบอลบัดกรีขอบที่ไม่ดีและข้อต่อบัดกรีเย็นที่ศูนย์กลางในระหว่างการทำใหม่จริง สาเหตุที่แท้จริงคือความไม่สมดุลของการไล่ระดับของสนามอุณหภูมิ ครั้งหนึ่งเราทำการวัดด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดที่โรงงาน OEM ในตงกวน และพบว่าเมื่อตั้งสถานีอากาศร้อนราคาถูกไว้ที่ 235°C อุณหภูมิจริงที่ศูนย์กลางหัวฉีดจะอยู่ที่ 237.6°C ในขณะที่พื้นที่ขอบอยู่ที่ 229.3°C เท่านั้น โดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิ 8.3°C ซึ่งเกินกรอบกระบวนการ ±3°C ที่ IPC-A-610G อนุญาตไว้มาก สารบัดกรีที่เลือกต้องเป็นไปตามข้อกำหนดกิจกรรม ROL0 ใน J-STD-005B และปริมาณโลหะต้องไม่ต่ำกว่า 88.5% ค่าที่ต่ำกว่านี้จะนำไปสู่ฟลักซ์ตกค้างและการปนเปื้อนของไอออนิกที่มากเกินไป ทำให้เกิดการโยกย้ายเคมีไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง เมื่อปีที่แล้ว โรงงานโมดูลพลังงานแห่งหนึ่งในฮุ่ยโจวประสบความล้มเหลวของ CAF แบบแบตช์เนื่องจากปัญหานี้ โดยตำแหน่งที่เกิดความล้มเหลวทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ใกล้กับข้อต่อบัดกรีแถวที่สามในพื้นที่ BGA
อัตราการทำความร้อนในระหว่างขั้นตอนการอุ่นควรควบคุมระหว่าง 1.5°C/s และ 2.0°C/s พารามิเตอร์นี้ได้มาจากขีดจำกัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำหรับซับสเตรตอินทรีย์ในข้อ 6.4.1 ของ IPC-7095B อัตราการให้ความร้อนที่เร็วเกินไปไม่เพียงแต่ทำให้การบิดเบี้ยวของ PCB รุนแรงขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการขยายตัวของไมโครพอร์ภายในในซับสเตรตเรซิน BT อีกด้วย ซึ่งช่วยลดความต้านทานแรงเฉือนของข้อต่อประสาน การทดสอบการติดตามของเราแสดงให้เห็นว่าเมื่ออัตราการทำความร้อนอุ่นเกิน 2.3°C/s แรงกดเฉลี่ยของข้อต่อบัดกรีบนอุปกรณ์ BGA ที่มีระยะพิทช์ 0.4 มม. จะลดลง 19%; เวลาในการถือครองต้องแน่ใจว่าอุณหภูมิพื้นผิวของแผ่นจะคงที่ที่ 150°C±5°C เป็นเวลาอย่างน้อย 90 วินาทีเพื่อเปิดใช้งานฟลักซ์และการกำจัดฟิล์มออกไซด์ให้เสร็จสมบูรณ์ แต่ต้องไม่เกิน 120 วินาที ไม่เช่นนั้นส่วนประกอบขัดสนในส่วนผสมประสานจะเกิดคาร์บอนมากเกินไป ส่งผลให้สารตกค้างเป็นสีดำหลังจากการรีโฟลว์ซึ่งยากต่อการทำความสะอาด ลูกค้าในเหอเฟยเคยตั้งเวลาถือไว้ที่ 135 วินาที ส่งผลให้อัตราผลบวกลวงของ AOI เพิ่มขึ้นเป็น 34%
กรอบเวลาการรีโฟลว์ต้องถูกบีบอัดระหว่าง 45 วินาทีถึง 65 วินาที โดยจำกัดเวลากักเก็บอุณหภูมิสูงสุดไว้ที่ 4 วินาทีถึง 8 วินาทีอย่างเคร่งครัด นี่เป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันการแพร่กระจายของบัดกรีมากเกินไปและความหนาของชั้น IMC ที่ผิดปกติ การวัดตามจริงแสดงให้เห็นว่าหากอุณหภูมิสูงสุดคงอยู่เกิน 10 วินาที ความหนาของเฟส Cu6Sn5 จะทะลุผ่านค่าวิกฤติที่ 3.2μm ซึ่งช่วยลดอายุการใช้งานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันได้อย่างมาก ในระหว่างการปรับปรุงบอร์ดสถานีฐานการสื่อสารในหนานจิง เราพบว่าสำหรับ Xilinx FPGA เดียวกัน อัตราการแตกร้าวของรอยต่อประสานของตัวอย่างที่มีการคงตัวสูงสุด 9 วินาทีนั้นสูงกว่าตัวอย่างที่มีการคงตัว 6 วินาทีหลังจาก 1,000 รอบที่ -40°C/125°C; กระบวนการทำความสะอาดต้องใช้ตัวทำละลายแรงตึงผิวต่ำที่ได้รับการอนุมัติโดย IPC-J-STD-033C และอุณหภูมิในการทำความสะอาดจะต้องไม่สูงกว่า 50°C มิฉะนั้น ฟลักซ์ที่ตกค้างจะก่อตัวเป็นเจลดูดความชื้นที่ด้านล่างของ BGA เพื่อเร่งกระบวนการกัดกร่อนของกัลวานิก ลูกค้ารายหนึ่งในซูโจวเคยประสบกับความล้มเหลวด้านความเสียหายจาก ESD ที่เกิดขึ้นอย่างเข้มข้นภายในสามเดือนหลังการส่งมอบเนื่องจากปัญหานี้
ผู้ปฏิบัติงานต้องใช้เครื่องตรวจจับ XRF เพื่อตรวจสอบปริมาณโลหะของสารบัดกรีทุกกะ และวัดการเปลี่ยนแปลงความหนาของสเตนซิลด้วยไมโครมิเตอร์ ลายฉลุต้องถูกถอดออกเมื่อปริมาณการสึกหรอเกิน 8% ของค่าเริ่มต้น เนื่องจากข้อผิดพลาดของพื้นที่รูรับแสงจริงจะทะลุแถบพิกัดความเผื่อ ±15% หลังจากการเสียรูปของลายฉลุ หลังจากเปลี่ยนหัวฉีดลมร้อนแต่ละครั้ง ต้องทำการสอบเทียบอุณหภูมิแบบสามจุด กล่าวคือ วางเทอร์โมคัปเปิลชนิด K ไว้ที่กึ่งกลางหัวฉีด ขอบซ้าย และขอบขวาสำหรับการอ่านแบบซิงโครนัส หากความเบี่ยงเบนที่ตำแหน่งใดๆ เกิน ±2°C จำเป็นต้องมีการปรับเทียบใหม่ และคุณสมบัติต้องไม่ตัดสินจากการทดสอบตัวเองของอุปกรณ์เพียงอย่างเดียว ก่อนที่จะทำการปรับปรุงใหม่ จะต้องได้รับการยืนยันว่าไม่มีฝาครอบป้องกันที่ด้านหลังของ PCB และไม่มีตัวเก็บประจุแทนทาลัมความจุสูงที่อยู่ติดกับพื้นที่ BGA ไม่เช่นนั้นการกระจายความร้อนในพื้นที่ที่ผิดปกติจะบังคับให้ผู้ปฏิบัติงานเพิ่มอุณหภูมิที่ตั้งไว้โดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งทำให้เกิดอันตรายที่ซ่อนอยู่สำหรับความเสียหายจากความร้อน
