Vấn đề hàn dư thừa trên miếng đệm đáy BGA không phải là hiện tượng cá Biệt mà là kết quả tổng hợp của các thông số In dán hàn ngoài tầm kiểm soát, thiết kế khẩu độ stencil không phù hợp và dao động áp suất của chổi cao su. Trong quá trình theo dõi liên tục 12 lô thiết bị BGA bước 0,4mm trên dây chuyền sản xuất Jia Jinyuan, chúng tôi nhận thấy rằng khi độ dày kem hàn đo được đạt 0,15mm, kiểm tra bằng tia X cho thấy các khoảng trống tập trung ở khu vực trung tâm của mối hàn có hình dạng kết tụ không đều; khi độ dày được kiểm soát trong phạm vi 0,12–0,13mm, sự phân bố khoảng trống thưa hơn đáng kể và kích thước đồng đều hơn.

Khẩu độ của stencil có mối tương quan chặt chẽ với khối lượng dán hàn

Khi độ dày của stencil là 0,12mm và tỷ lệ khẩu độ 1:1 được sử dụng, kết hợp với chỉ số thixotropic là 3,8 của miếng dán hàn Jia Jinyuan SN63-Pb, khối lượng lắng đọng thực tế đã đạt đến giới hạn trên tới hạn. Tại thời điểm này, nếu góc vắt giảm từ 60° xuống 55° hoặc áp suất In tăng 0,2MPa, tốc độ truyền chất hàn sẽ tăng hơn 9%, trực tiếp gây ra sự tích tụ cục bộ. Trong giai đoạn nóng chảy ban đầu của quá trình phản xạ, sự tích tụ này chặn đường thoát thẳng đứng của các khí phân hủy từ thông, buộc các khí này bị nén theo chiều ngang và bị mắc kẹt giữa giao diện vật hàn và miếng đệm.

Vị trí trống được kết hợp chặt chẽ với mức độ hàn dán dư thừa

Sau khi thực hiện quét lớp trên 128 mối hàn của cùng một BGA bằng microfocus CT, chúng tôi xác nhận rằng trong số 24 mối hàn có lượng kem hàn dư thừa nghiêm trọng nhất, 21 khoảng trống nằm ở giao diện hàn/miếng đệm thay vì giao diện hàn/bóng hàn. Điều này cho thấy rằng khí không đến từ lớp oxit của bóng hàn mà bị giữ lại ở phía dưới bởi lớp dán hàn quá dày. Hơn nữa, tỷ lệ khung hình trống thường lớn hơn 3,5, thể hiện đặc tính kéo dài dạng sợi kéo dài. Hình thái này được phân loại rõ ràng là khoảng trống có rủi ro cao do quá trình gây ra trong IPC-J-STD-005.

Cấu hình phản xạ lại không thể bù đắp cho các khuyết tật dư thừa của chất hàn

Một số nỗ lực đã được thực hiện nhằm kéo dài thời gian vùng ngâm lên 90 giây để thúc đẩy quá trình giải phóng khí, nhưng kết quả đo được lại làm tăng tỷ lệ khoảng trống lên 4,1 điểm phần trăm. Nguyên nhân là do chất hàn dư thừa làm trì hoãn tốc độ gia nhiệt của miếng đệm phía dưới, khiến từ thông ở bề mặt phân cách bị cacbon hóa và tạo thành lớp vỏ sớm, khiến các kênh khí bị khóa thêm. Sau khi Jia Jinyuan chuyển sang môi trường nitơ tại chỗ, việc cải thiện khoảng trống bị hạn chế, xác nhận rằng nguyên nhân sâu xa của vấn đề không phải là hàm lượng oxy mà là hình thái tích tụ vật lý của chính chất hàn.

Phương pháp xác minh phải bao gồm các tiêu chuẩn định lượng

Việc kiểm tra hàng ngày không thể chỉ dựa vào đánh giá trực quan về mức độ đầy đủ của kem hàn; Thiết bị SPI phải được sử dụng để thực hiện thống kê phân vùng trên từng khu vực BGA. Khi khối lượng dán hàn trung bình ở một khu vực nhất định vượt quá 115% giá trị lý thuyết và độ lệch chuẩn lớn hơn 8,2%, thì phải dừng dây chuyền ngay lập tức để hiệu chỉnh độ song song của chổi cao su và độ căng của khuôn tô. Chúng tôi đã từng bỏ qua tiêu chí tổng hợp này, khiến tỷ lệ sai sót tăng từ 1,7% lên 6,9% trong quá trình sản xuất liên tục và chi phí làm lại vượt xa mức mất thời gian ngừng hoạt động để khắc phục sự cố.