การรักษาแผ่น PCB สำหรับการทำงานซ้ำบอร์ดแบบออกซิไดซ์ไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของการเปลี่ยนข้อต่อบัดกรีเท่านั้น แต่ยังต้องจัดการกับอุปสรรคสามประการไปพร้อมๆ กัน ได้แก่ ออกซิเดชันที่พื้นผิวทองแดง การเจาะฟลักซ์ไม่เพียงพอ และความล่าช้าในการทำให้เปียกของสารบัดกรี โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนบอร์ด OSP ที่เก็บไว้นานกว่า 72 ชั่วโมงหรือแผ่นทองแดงเปลือยที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและมีความชื้นสูง ความหนาของฟิล์มออกไซด์อาจสูงถึง 30–50 นาโนเมตร ซึ่งฟลักซ์ทั่วไปไม่สามารถทะลุผ่านได้เลย

ลักษณะความล้มเหลวโดยทั่วไปของแผ่นออกซิไดซ์

การติดตามคำสั่งการทำงานซ้ำ 12 ชุดอย่างต่อเนื่องของเราเผยให้เห็นว่าข้อต่อบัดกรีเย็นนั้นมุ่งไปที่แผ่นรองด้านล่างของ QFN และขอบของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ 0201 ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ความสูงของการบัดกรีจะน้อยกว่า 1/3 ของความกว้างของแผ่น และขอบรอยประสานจะแสดงการหดตัวแบบหยัก สิ่งนี้บ่งชี้ว่าฟลักซ์ไม่สามารถเปิดใช้งานส่วนต่อประสานคอปเปอร์ออกไซด์ได้อย่างสมบูรณ์ หลังจากที่สารบัดกรีละลาย แรงตึงผิวจะครอบงำทิศทางการแพร่กระจาย แทนที่จะถูกขับเคลื่อนโดยการก่อตัวของสารประกอบระหว่างโลหะ (IMC) ที่เกิดขึ้นเอง

กลไกหลักของ JJY ฟลักซ์ที่มีฤทธิ์สูง

ฟลักซ์นี้ประกอบด้วยระบบกรดอินทรีย์คอมโพสิตและตัวกระตุ้นฮาโลเจนปริมาณเล็กน้อย มันเริ่มปล่อย H? ไอออนที่อุณหภูมิ 150°C ผ่านปฏิกิริยารีดักชันในแหล่งกำเนิดด้วย CuO เพื่อสร้างเกลือทองแดงที่ละลายน้ำได้ และทำความสะอาดส่วนต่อประสานให้เสร็จสิ้นก่อนอุณหภูมิสูงสุดที่ 220°C หน้าต่างกิจกรรมนั้นกว้างกว่าฟลักซ์ประเภท RMA ทั่วไปถึง 45 วินาที ซึ่งครอบคลุมขั้นตอนวิกฤตตั้งแต่การตกต่ำของสารบัดกรีไปจนถึงการทำให้เปียกโดยสมบูรณ์ โดยหลีกเลี่ยงการดึงกลับของสารบัดกรีที่เกิดจากการสลายตัวของกิจกรรมก่อนเวลาอันควร

กระบวนการสนับสนุนจะต้องได้รับการปรับเปลี่ยนพร้อมกัน

การเปลี่ยนฟลักซ์โดยไม่ปรับกระบวนการเพียงอย่างเดียวจะไม่ได้ผล เราต้องเพิ่มรูสเตนซิลขึ้น 5% เพื่อชดเชยการสูญเสียการระเหยของฟลักซ์ ขณะเดียวกันก็รักษาเสถียรภาพการไหลของไนโตรเจนในการบัดกรีแบบรีโฟลว์ที่ 15 ลิตร/นาที และลดปริมาณออกซิเจนให้ต่ำกว่า 100 PPM มิฉะนั้น แม้จะมีฟลักซ์ที่มีฤทธิ์สูง ออกไซด์ที่ตกค้างจะดูดซับออกซิเจนอีกครั้งในระหว่างขั้นตอนการทำความเย็นเพื่อสร้างฟิล์มกรองแสงทุติยภูมิ

ไม่สามารถละเว้นการเตรียมแผ่นก่อนการทำงานซ้ำได้

การใช้หัวเจียรแบบอ่อน 3M Scotch-Brite ขูดพื้นผิวแผ่นขัดเบา ๆ เป็นเวลา 0.5 วินาทีที่ความดันอากาศ 0.8 MPa สามารถขจัดออกไซด์ที่หลวมได้โดยไม่ทำลายฟอยล์ทองแดงที่อยู่ด้านล่าง ตามด้วยการทำความสะอาดสองขั้นตอนด้วยเอทานอลปราศจากน้ำและอากาศอัด หากข้ามขั้นตอนนี้และใช้ฟลักซ์โดยตรง การตรวจเอ็กซเรย์หลังการทำงานซ้ำแสดงให้เห็นว่าความหนาของ IMC ผันผวนถึง ±0.8 μm ซึ่งเกินแถบพิกัดความเผื่อ ±0.3 μm ที่ IPC-A-610G อนุญาตไว้มาก

ผลตอบรับจริงจากข้อมูลการตรวจสอบในสถานที่

การเปรียบเทียบการทำงานซ้ำได้ดำเนินการกับมาเธอร์บอร์ด BGA ที่ถูกออกซิไดซ์ 216 ตัวในสายการผลิตระดับยานยนต์ อัตราผลตอบแทนการบัดกรีผ่านครั้งแรกของกลุ่มที่ใช้ฟลักซ์ JJY คือ 92.3% ในขณะที่กลุ่มที่ใช้ฟลักซ์ RMA ของญี่ปุ่นในช่วงเวลาเดียวกันเพียง 64.7% ยิ่งไปกว่านั้น 11.2% ของข้อต่อบัดกรีในกลุ่มหลังพัฒนารอยแตกขนาดเล็กหลังจากการหมุนเวียนของอุณหภูมิ ในขณะที่สัดส่วนในกลุ่มแรกคือศูนย์ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการออกฤทธิ์สูงไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มการเปียกเริ่มแรกเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความเสถียรของพันธะระหว่างโลหะอีกด้วย