ประการแรก ข้อสรุป: การเปลี่ยนสารบัดกรีไม่ใช่วิธีรักษาแบบสากล ความพยายาม 7 ใน 9 ครั้งถือเป็นความพยายามที่สูญเปล่า ฉันได้แยกชิ้นส่วน BGA บัดกรีเย็น 327 ชิ้น และสำหรับ 214 ชิ้น รายงานชุดการวางบัดกรีทั้งหมดอยู่ภายในช่วงที่ผ่านการรับรอง แต่การเปลี่ยนแปลง 1.7°C ในโปรไฟล์การจัดเรียงใหม่ทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่องในชั้น IMC

ต้องทำสามสิ่งในช่วงเตรียมการ ใช้เทอร์โมคัปเปิลชนิด K ติดไว้ที่ด้านหลังของ PCB ห่างจากศูนย์กลาง BGA 8 มม. เพื่อวัดอุณหภูมิจริง แทนที่จะอาศัยจอแสดงผลที่แผงเตาเผา ปรับเทียบเซ็นเซอร์ในแต่ละโซนของเตาอบ Reflow หากค่าเบี่ยงเบนเกิน ±0.8°C จะต้องหยุดเส้น ต้องบันทึกเวลาที่เปิดวางประสาน ส่วนผสมใดๆ ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานกว่า 4 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 25°C ไม่สามารถใช้กับเครื่องได้ แม้ว่าจะแห้งก็ตาม เราทดสอบการวางทิ้งไว้เป็นเวลา 6 ชั่วโมง และอัตราโมฆะของรอยประสานเพิ่มขึ้นจาก 12% เป็น 31%

พารามิเตอร์หลักห้าประการจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด อุณหภูมิสูงสุดต้องอยู่ที่ 235±2°C: ต่ำกว่า 233°C โลหะผสม Sn96.5Ag3.0Cu0.5 จะละลายได้ไม่เพียงพอ ในขณะที่อุณหภูมิสูงกว่า 237°C เรซิน PCB BT จะสลายตัวและปล่อยก๊าซ ต้องควบคุมความลาดชันของความร้อนระหว่าง 1.2~1.8°C/s: เร็วเกินไปจะทำให้ฟลักซ์ระเหยก่อนเวลาอันควร ในขณะที่ช้าเกินไปจะป้องกันไม่ให้ฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวผงบัดกรีลดลง ต้องรักษาโซนแช่ไว้เป็นเวลา 60~90 วินาที โดยเน้นว่าเวลาคงตัวในช่วง 150~183°C คือ ≥90 วินาทีหรือไม่ เนื่องจากนี่คือหน้าต่างหลักสำหรับการเปิดใช้งานฟลักซ์ ปริมาณโลหะที่วัดได้ของสารบัดกรีต้องอยู่ระหว่าง 88.5~89.2%; สำหรับแบทช์ที่ต่ำกว่า 88.3% จะเห็นความต้านทานแรงดึงของรอยประสานลดลง 17% ความหนืดจะต้องอยู่ที่ 750~850 Pa·s วัดโดยใช้ Brookfield LVDV-II+ พร้อมสปินเดิล SC4-21 ที่อุณหภูมิ 25°C โดยใช้ค่ามัธยฐานของการวัดสามครั้ง

ขั้นตอนที่เกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายที่สุดในกระบวนการทำงานคือการออกแบบรูรับแสงแบบสเตนซิล สำหรับ BGA ที่มีระยะพิทช์ 0.3 มม. ต้องใช้รูรับแสงสี่เหลี่ยมคางหมูที่สลักด้วยเลเซอร์ โดยมีขนาดช่องเปิดที่ออกแบบให้เป็น 0.92 เท่าของขนาดแผ่น ไม่ใช่ 0.85 เท่าหรือ 0.95 เท่า โดยส่วนตัวแล้วฉันเคยเห็นโรงงานแห่งหนึ่งใช้สเตนซิลที่สลักด้วยสารเคมีเพื่อพิมพ์แผ่นขนาด 0.8 มม. ส่งผลให้ปริมาณการบัดกรีลดลง 19% โดยมีการบัดกรีเย็นเข้มข้นที่มุมทั้งสี่ของ BGA ควรตั้งค่ามุมปาดน้ำไว้ที่ 58° ความดันเป็น 0.45MPa และความเร็วเป็น 45 มม./วินาที ชุดพารามิเตอร์นี้ได้รับการตรวจสอบบน DEK Horizon สำหรับหมายเลขชิ้นส่วน 17 รายการ โดยมี RSD ความสามารถในการทำซ้ำที่ <2.3%

สำหรับการแก้ไขปัญหา ให้เน้นไปที่สามประเด็นก่อน ใช้เอ็กซ์เรย์เพื่อตรวจสอบช่องว่างของรอยประสาน หากช่องว่างในลูกบอลบัดกรีก้อนเดียวเกิน 25% ของพื้นที่ ให้หยุดเส้นทันที—อย่ารอให้มีการจัดส่งจำนวนมาก ภาพตัดขวางเพื่อตรวจสอบความหนาของ IMC: ชั้น Cu6Sn5 ต้องอยู่ระหว่าง 1.8~3.2μm; <1.5μm บ่งชี้ว่าการลดลงไม่เพียงพอ ในขณะที่ >3.5μm บ่งชี้ว่ามีการแช่มากเกินไป ถัดไป ตรวจสอบการเติมสารบัดกรี: หลังจากนำออกจากตู้เย็นแล้ว จะต้องปล่อยให้อยู่ในอุณหภูมิ 22~26°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง เราทดสอบแบทช์ที่ใช้งานหลังจากผ่านไปเพียง 2 ชั่วโมง และความแตกต่างของอุณหภูมิภายในของสารบัดกรีถึง 3.4°C ทำให้เกิดการยุบตัวที่ขอบการพิมพ์

ประสบการณ์และเทคนิคล้วนเรียนรู้ผ่านบทเรียนที่หนักหน่วง ไม่สามารถผสมสารบัดกรีกับเครื่องผสมไฟฟ้าได้ การเขย่ามือ 120 รอบมีความเสถียรมากกว่าการหมุนเครื่องจักรสม่ำเสมอ: การหมุน 30 ครั้งแรกด้วยความเร็วต่ำเพื่อแยกก้อน การหมุนรอบกลาง 60 รอบเพื่อให้เป็นเนื้อเดียวกัน และ 30 การหมุนสุดท้ายด้วยความเร็วสูงเพื่อขจัดฟองอากาศ ความเร็วลมในเขตทำความเย็นของเตาอบ reflow จะต้องอยู่ที่ ≥1.8m/s ข้อต่อบัดกรีที่ต่ำกว่า 1.5m/s มีความเค้นตกค้างสูง และอัตราการบัดกรีเย็นจะเพิ่มขึ้นสองเท่าหลังจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน นอกจากนี้ยังมีจุดที่ขัดแย้งกัน: การบัดกรีเย็นจะลดลงเมื่อระยะห่างด้านล่างของ BGA อยู่ที่ 0.08~0.12 มม. ระยะห่าง <0.06 มม. มีแนวโน้มที่จะเกิดช่องว่างมากกว่า เนื่องจากช่องการระเหยของฟลักซ์ถูกบล็อก

ในที่สุดก็มีกรณีจริง อัตราการบัดกรี BGA เย็นของลูกค้าทางการแพทย์เพิ่มขึ้นเป็น 8.7% ทันที และพวกเขาลองใช้สารบัดกรีสามชนิดที่แตกต่างกันโดยไม่มีผลใดๆ เราไปที่ไซต์งานเพื่อวัดอุณหภูมิเตาเผาและพบว่าอุณหภูมิจริงในโซน 5 ต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ 2.3°C เนื่องจากหัววัดเทอร์โมคัปเปิลหลวมและมีการสัมผัสไม่ดี หลังจากเปลี่ยนโพรบ อัตราการบัดกรีเย็นลดลงเหลือ 0.3% ดังนั้นอย่ารีบเร่งที่จะเปลี่ยนสารบัดกรี ขั้นแรกตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของเตานั้นถูกต้อง