โปรไฟล์อุณหภูมิการบัดกรีแบบรีโฟลว์ไม่ได้เป็นเพียงการรวมพารามิเตอร์เท่านั้น แต่เป็นการควบคุมแบบไดนามิกตลอดกระบวนการกระตุ้นการบัดกรี การระเหยของตัวทำละลาย และการก่อตัวของสารประกอบระหว่างโลหะ หากอัตราการให้ความร้อนในเขตอุ่นเกิน 3°C/s ส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำในฟลักซ์จะไม่มีเวลาที่จะระเหยได้อย่างราบรื่น และจะระเบิดออกมาอย่างกะทันหันที่ขอบของแผ่น PCB โดยดันสารบัดกรีที่หลอมละลายออกจากข้อต่อโดยตรงเพื่อสร้างเม็ดบีดประสาน ปรากฏการณ์นี้โดดเด่นเป็นพิเศษในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ 0201 และ 0402

จุดควบคุมที่สำคัญสำหรับโซนอุ่นเครื่อง

โดยทั่วไปเราจะตั้งค่าโซนอุ่นเครื่องไว้ที่ช่วง 120°C~160°C โดยมีการควบคุมความชันของการทำความร้อนอย่างเข้มงวดระหว่าง 1.0 ถึง 2.5°C/s ช่วงนี้ช่วยให้แน่ใจว่าพาหะที่มีพื้นฐานมาจากขัดสนในสารบัดกรีจะอ่อนตัวลงอย่างสมบูรณ์ ในขณะเดียวกันก็ป้องกันการล่มสลายของอนุภาคของสารบัดกรีในท้องถิ่นเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากเกินไประหว่างภายในและภายนอก ในสายการผลิต JiaJinYuan พัดลมที่ผิดปกติในโซน reflow ครั้งหนึ่งเคยทำให้ความชันของความร้อนจริงสูงถึง 3.8°C/s และสัดส่วนของบอร์ดที่มีเม็ดบีดบัดกรีมากเกินไปเพิ่มขึ้นจาก 2% เป็น 11% ในวันเดียว การทำงานปกติกลับคืนมาทันทีหลังจากปิดเครื่องเพื่อปรับเทียบความเร็วลม

บทบาทสำคัญของโซนแช่

อุณหภูมิโซนแช่จะคงอยู่ที่ 170°C~190°C เป็นระยะเวลา 60 ถึง 90 วินาที หน้าที่หลักคือปล่อยให้ความชื้นและเอธานอลที่ตกค้างในฟลักซ์ระบายออกไปได้อย่างสมบูรณ์ ขณะเดียวกันก็ทำให้ฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของผงบัดกรีลดลงจนหมด หากเวลาในการแช่น้อยกว่า 60 วินาทีหรืออุณหภูมิต่ำกว่า 170°C ช่องอากาศขนาดเล็กจะมีอยู่ในข้อต่อบัดกรีด้านล่างของ BGA ก่อนที่จะเข้าสู่โซนการรีโฟลว์ หากสิ่งเหล่านี้ไม่สามารถถูกไล่ออกในภายหลังได้ พวกมันก็จะแข็งตัวเป็นความว่างเปล่า ปัญหาอัตราการเป็นโมฆะมากเกินไปในอุปกรณ์ QFN สำหรับลูกค้า JiaJinYuan บางรายนั้นสืบย้อนไปถึงความผันผวนของการไหลของไนโตรเจน ซึ่งทำให้อุณหภูมิจริงในบริเวณที่เปียกโชกคลาดเคลื่อนไป ±5°C

การประสานงานของอุณหภูมิและเวลาสูงสุดของ Reflow

อุณหภูมิสูงสุดจะต้องอยู่เหนือเส้นบัดกรี liquidus อย่างน้อย 20°C และคงไว้เป็นเวลาไม่น้อยกว่า 60 วินาที แต่ต้องไม่เกิน 245°C เพื่อหลีกเลี่ยงการเร่งการแพร่กระจายของชั้นทองแดงหรือสร้างความเสียหายให้กับตัวแพ็คเกจชิป เราพบว่าเมื่อเวลาการรีโฟลว์ถูกบีบอัดเป็น 45 วินาที ความหนาไม่สม่ำเสมอของ IMC ในข้อต่อบัดกรี SAC305 จะรุนแรงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ พร้อมด้วยช่องว่างเข้มข้นที่ปรากฏในบริเวณส่วนกลางของข้อต่อ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าปฏิกิริยาระหว่างโลหะได้เย็นลงและแข็งตัวก่อนที่จะถึงสภาวะสมดุล

ไม่ควรมองข้ามโซนความเย็น

ควรควบคุมอัตราการทำความเย็นระหว่าง -1°C/s และ -4°C/s อัตราที่ช้าเกินไปจะทำให้เกิดเกรนหยาบและลดความต้านทานต่อความเมื่อยล้าของข้อต่อบัดกรี ในขณะที่อัตราที่เร็วเกินไปมีแนวโน้มที่จะสร้างรอยแตกขนาดเล็กภายในข้อต่อและทำให้เกิดช่องว่างความเครียดจากความร้อน เมื่อ JiaJinYuan กำลังดีบั๊กเตาอบ reflow สำหรับตัวควบคุมยานยนต์บางตัว พบว่าความเร็วพัดลมสูงเกินไปในเขตทำความเย็นส่งผลให้อัตราการทำความเย็นเฉลี่ยอยู่ที่ -5.2°C/s การตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์แสดงให้เห็นว่าสัดส่วนของช่องว่างที่รากของพิน QFP เพิ่มขึ้น 7 เปอร์เซ็นต์