เมื่อเร็วๆ นี้ สายการผลิตของเราประสบกับความล้มเหลวในการรั่วไหลของแบทช์ในการทดสอบอายุสำหรับอุปกรณ์ QFN ที่มีระยะพิทช์ 0.4 มม. ติดต่อกันสามครั้ง การทดสอบหัววัดการบินพบว่าความต้านทานของฉนวนที่ด้านล่างของ BGA โดยทั่วไปต่ำกว่า 10MΩ ในขณะที่ข้อกำหนดมาตรฐานกำหนดว่าจะต้องมากกว่า 100MΩ สาเหตุหลักได้รับการระบุในท้ายที่สุดว่าเป็นการกระจายตัวของฟลักซ์บัดกรีที่ไม่สม่ำเสมอหลังจากการรีโฟลว์ของสารบัดกรีที่ไม่ทำความสะอาด ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ จะมองเห็นสิ่งตกค้างคล้ายฟิล์มสีเหลืองอำพันโปร่งแสงที่ขอบรอยต่อประสาน โดยกระจุกตัวอยู่ในบริเวณที่รูลายฉลุไม่ตรงแนว และในบริเวณการพิมพ์ที่ไม่แข็งแรงซึ่งเกิดจากแรงกดของไม้กวาดหุ้มยางไม่เพียงพอ

แม้ว่าตัวพาของสารบัดกรีที่ไม่ทำความสะอาดที่มีส่วนผสมของขัดสนได้รับการออกแบบให้สลายตัวและระเหยได้ที่อุณหภูมิสูง ในระหว่างการไหลซ้ำจริง หากอุณหภูมิสูงสุดไม่เกิน 235°C หรือความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนในเตาเผาต่ำกว่า 99.99% หรือเวลากักเก็บน้อยกว่า 60 วินาที ตัวกระตุ้นกรดอินทรีย์บางตัวจะไม่ถูกทำให้เป็นคาร์บอนอย่างสมบูรณ์ สารตกค้างของฟลักซ์บัดกรีที่ไม่สลายตัวเหล่านี้เกาะติดกับส่วนเชื่อมต่อระหว่างหน้ากากบัดกรี PCB และแผ่นอิเล็กโทรด ดูดซับความชื้นและไอออนฮาโลเจนที่แตกตัวเป็นไอออน เช่น Cl? และ Br? ทำให้เกิดกระแสรั่วไหลระดับไมโครแอมแปร์ภายใต้สภาวะไบแอส ซึ่งมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดทริกเกอร์ที่ผิดพลาดในเส้นทางสัญญาณระดับ μV เช่น เครือข่ายการสุ่มตัวอย่าง BMS

เราเปรียบเทียบระดับสารตกค้างของสารบัดกรีแบบไม่ต้องทำความสะอาดกระแสหลักสามชนิดภายใต้ความตึงของลายฉลุ (45N/cm2) และมุมปาดน้ำ (55°) เดียวกัน เราพบว่าสารบัดกรีประเภท A ที่มีปริมาณของแข็ง 89.2% มีระดับการปนเปื้อนของไอออนิกหลังการบัดกรีสูงถึง 1.8μg/cm2 เทียบเท่ากับ NaCl ที่อุณหภูมิสูงสุด 230°C ซึ่งเกินขีดจำกัด 0.5μg/cm2 ที่ระบุโดย IPC-J-STD-001 มาก คอนทราสต์ In สารบัดกรีชนิด B ที่มีปริมาณของแข็ง 87.6% เนื่องจากมีโซ่โมเลกุลขัดสนที่สั้นกว่าและหน้าต่างการสลายตัวด้วยความร้อนที่กว้างขึ้น จึงมีสารตกค้างเพียง 0.32μg/cm2 ภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการเดียวกัน สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการควบคุมสารตกค้างของฟลักซ์บัดกรีไม่สามารถพึ่งพาฉลาก"ไม่ทำความสะอาด" เพียงอย่างเดียว แต่ยังต้องจับคู่การตั้งค่าโซนอุณหภูมิของเตาอบแบบรีโฟลว์กับเส้นโค้งการวิเคราะห์ทางเทอร์โมกราวิเมตริก TGA ของแบทช์เฉพาะด้วย

แผนการปรับเปลี่ยนในสถานที่ทำงานคือการเพิ่มการตั้งค่าอุณหภูมิสูงสุดเดิมจาก 228°C เป็น 236°C และขยายส่วนการกักเก็บขึ้น 20 วินาที ขณะเดียวกันก็เพิ่มอัตราการไหลของไนโตรเจนจาก 15 ลิตร/นาที เป็น 22 ลิตร/นาที เพื่อเร่งการปล่อยก๊าซสลายฟลักซ์ หลังจากการปรับ การทดสอบการปนเปื้อนไอออนิกของตัวอย่างห้าชุดติดต่อกันจะถูกคงไว้อย่างเสถียรที่ 0.41±0.03μg/cm2 อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องติดตามพร้อมกันว่าอัตราช่องว่างที่ด้านล่างของ QFN เกินขีดจำกัดบน 15% เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมากเกินไปหรือไม่ เนื่องจากเวลาหลอมละลายของสารบัดกรีที่ยืดเยื้อเป็นเวลานานจะทำให้ก๊าซระเหยฟลักซ์ติดอยู่ภายในข้อต่อบัดกรี ซึ่งกลับทำให้ความเสี่ยงของการกัดกร่อนในภายหลังรุนแรงขึ้นแทน

การควบคุมสารตกค้างของฟลักซ์บัดกรีที่มีประสิทธิภาพไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการทำความสะอาดเพียงอย่างเดียวหรือเพียงแค่เปลี่ยนสารบัดกรี โดยจะต้องรวมความสัมพันธ์ที่ตรงกันระหว่างขนาดรูรับแสงของสเตนซิลและขนาดอนุภาคของโลหะบัดกรี การชดเชยข้อผิดพลาดระหว่างอุณหภูมิที่วัดได้ของโซนเตาอบแบบรีโฟลว์แต่ละโซนและตำแหน่งการต่อเทอร์โมคัปเปิล และการเชื่อมโยงแบบเรียลไทม์ของข้อมูลการตรวจสอบปริมาณออกซิเจนไนโตรเจนออนไลน์ การขาดการเชื่อมต่อใดๆ ในลิงก์ใดๆ จะทำให้การบัดกรีแบบไม่ต้องทำความสะอาดกลายเป็นแหล่งกำเนิดการรั่วไหลที่มองไม่เห็น