Đầu tiên, hãy nhìn vào vị trí trống. Nếu khoảng trống ở giữa đáy BGA vượt quá 15% và khoảng trống trên tấm tản nhiệt QFN vượt quá 25%, về cơ bản, bạn có thể loại trừ các vấn đề về oxy hóa tấm PCB hoặc khẩu độ stencil và trực tiếp đào sâu vào các thông số của lò hàn và lò nung lại. Đừng vội thay miếng dán hàn; trước tiên hãy sử dụng nhiệt kế hồng ngoại gắn trên bảng để đo thông số nhiệt độ thời gian thực của ba bảng. Bạn phải sử dụng cặp nhiệt điện loại K được cố định bằng chất kết dính chịu nhiệt độ cao và không thể dựa vào số đọc cặp nhiệt điện tích hợp của lò, cách bề mặt băng tải 1,2mm, với độ lệch thực tế thường lên tới ±5,3°C.
Việc lựa chọn miếng dán hàn không dựa trên nhãn"khoảng trống thấp" được quảng cáo của nhà sản xuất mà dựa trên ba thông số cứng: hàm lượng kim loại phải là 88,5±0,3wt%, điểm làm mềm từ thông phải nằm trong khoảng từ 87°C đến 92°C và độ nhớt ở 25°C phải là 720±50Pa·s. Tuần trước, dây chuyền sản xuất chuyển sang lô kem hàn Nhật Bản có hàm lượng kim loại danh định là 89,2% nhưng đo thực tế chỉ là 87,6%. Kết quả là, tỷ lệ khoảng trống BGA tăng vọt từ 6,3% lên 13,7% và các mối hàn bị loại bỏ trong quá trình làm lại có màu xám, cho thấy mức giảm rõ ràng là không đủ.
Điều sai lệch nhất trong các thông số của lò reflow là giá trị cài đặt. Đặt máy đo nhiệt độ lò dưới bảng và chạy nó để ghi lại nhiệt độ cao nhất đo được của từng vùng. Độ dốc gia nhiệt của vùng làm nóng trước 1 và 2 phải được kiểm soát trong khoảng từ 1,5°C/s đến 2,0°C/s. Nếu độ dốc vượt quá 2,2°C/s, chất trợ dung sẽ sôi mạnh và thoát ra khí, nhưng nếu nhỏ hơn 1,3°C/s, dung môi sẽ không bay hơi hoàn toàn. Lò nướng 10 vùng được sử dụng tại nhà máy của chúng tôi thường có vùng 3 đo được cao hơn giá trị cài đặt là 4,1°C, trong khi vùng 7 thấp hơn 3,8°C. Nếu độ lệch này không được hiệu chỉnh thì việc điều chỉnh các thông số cũng giống như việc bịt mắt bắt chim sẻ.
Thời gian trên chất lỏng (TAL) phải được kiểm soát chặt chẽ ở mức 65 đến 85 giây. Khi sử dụng hợp kim Sn96.5Ag3.0Cu0.5, nhiệt độ nóng chảy đo được là 217,2°C. Việc hiển thị nhiệt độ 217°C của lò không đáng tin cậy; bạn phải sử dụng cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ mối hàn thực tế trên bề mặt bảng. Khi chúng tôi nhận thấy rằng TAL chỉ là 52 giây và tốc độ xích đã tăng từ 70 cm/phút lên 85 cm/phút mà không cần chạy lại cấu hình nhiệt độ. Nhiệt độ cao nhất vẫn đủ ở 238°C, nhưng thời gian giữ không đủ, hợp chất liên kim loại đồng-thiếc (IMC) không phát triển đủ và các khoảng trống tích tụ ở lớp tiếp xúc.
Nhiệt độ cao nhất không thể chỉ đề cập đến phạm vi rộng từ 235°C đến 245°C. Đối với BGA bước 0,4mm, nó phải ổn định ở 239°C±1°C; đối với các miếng đệm nhiệt diện tích lớn trên các tấm đồng dày phải nâng nhiệt độ lên 242,5°C và duy trì trong ≥12 giây, nếu không cặn từ thông không thể đẩy được lớp bảo vệ nitơ ra. Tháng trước, chúng tôi đã thử ở nhiệt độ 243,8°C, nhưng thay vào đó, tốc độ rỗng lại tăng lên do nhựa thông trong kem hàn nứt quá nhanh và các hạt cacbon hóa đã chặn các kênh xả.
Đừng mù quáng tin vào nồng độ nitơ 99,99%. Khi hàm lượng oxy đo được vượt quá 100ppm, tốc độ trống bắt đầu tăng tuyến tính. Sau khi vượt quá 350ppm, cứ tăng 50ppm, diện tích khoảng trống tăng khoảng 2,1%. Chúng tôi chuyển sang máy phân tích oxy trực tuyến để theo dõi và phát hiện ra rằng vòng đệm bên trong van giảm áp của bình chứa khí đã bị lão hóa, khiến không khí trộn lẫn với nitơ đi vào. Hàm lượng oxy đo được đạt 620ppm. Sau khi dừng máy và thay vòng đệm, tỷ lệ rỗng giảm xuống còn 5,4% trong cùng ngày.
Độ dày của khuôn và kích thước khẩu độ sẽ ảnh hưởng đến lượng giải phóng chất hàn, nhưng nguyên nhân chính gây ra khoảng trống không phải ở đây. Đối với bản In stencil 0,12mm trên miếng đệm 0,3mm, nếu thể tích dán hàn sau khi tháo khuôn nhỏ hơn 0,012mm³ thì dù miếng dán hàn có tốt đến đâu cũng không thể lưu lại các khoảng trống. Tuy nhiên, tình trạng này rất hiếm. In dữ liệu của chúng tôi trong sáu tháng qua, chỉ có 2 trường hợp, cả hai đều do áp suất chổi cao su bị điều chỉnh nhầm từ 4,5kg lên 6,8kg, dẫn đến miếng hàn bị xẹp.
Cuối cùng, kiểm tra nơi lưu trữ kem hàn. Sau khi lấy ra khỏi tủ lạnh phải hâm nóng trong hơn 4 tiếng. Nếu miếng dán hàn chưa mở được đặt trong môi trường 25°C trong hơn 12 giờ, hoạt tính từ thông sẽ giảm khoảng 17%. Một mẻ kem hàn được đưa vào sản xuất chỉ sau 2 giờ làm nóng, các lỗ rỗng tập trung ở các mối hàn của linh kiện Chip 0402. Dưới kính hiển vi, cặn thông lượng bị kết bông và màng oxit không hòa tan hoàn toàn.
Trước khi thay đổi miếng dán hàn, trước tiên hãy thực hiện xác minh lô nhỏ. Lấy 20 bảng, giữ nguyên nhiệt độ lò, chỉ thay đổi miếng dán hàn và đo độ rỗng của 5 thiết bị điển hình. Tiêu chí chấp nhận không phải là giá trị trung bình dưới 8% mà là tỷ lệ trống tối đa 11% trên một bảng và không có điểm bất thường nào vượt quá 9% trong 10 bảng liên tiếp. Lần trước, chúng tôi đã loại bỏ ba nhà cung cấp theo phương pháp này và nhà cung cấp được chọn Cuối cùng có hàm lượng kim loại đo được là 88,47% trọng lượng và Biến động TAL được kiểm soát trong vòng ±3,2 giây.
