Chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm hàng loạt nhỏ bằng cách sử dụng vật hàn hàn cảm Biến JJY JH-851A trên tổng số 42 cảm Biến áp suất MEMS trong ba lô, với 14 đơn vị mỗi lô. Các chất nền là FR4 hai mặt, kích thước miếng đệm là 0,3 mm × 0,3 mm, bề mặt hoàn thiện là ENIG (vàng ngâm niken palađi điện phân), môi trường phản xạ lại là nitơ tinh khiết 99,99%, nhiệt độ cao nhất được khóa nghiêm ngặt ở 235oC ± 2oC, thời gian giữ là 68 giây và tốc độ gia nhiệt là 1,8oC/s.

Hình thái mối hàn và tính nhất quán làm ướt

Việc quan sát tất cả các mẫu dưới kính hiển vi soi nổi 20x cho thấy chất hàn hàn cảm Biến tạo thành các mặt làm ướt liên tục hình lưỡi liềm dọc theo các cạnh của miếng đệm 0,3mm, không có khoang co ngót hoặc tiếp xúc với đồng. Tuy nhiên, 3 thiết bị trong đợt thứ hai có hiện tượng lag ướt một bên. Cơ quan truy xuất nguồn gốc đã xác nhận rằng điều này xảy ra do độ lệch 7μm trong khẩu độ stencil kết hợp với sự dao động ±0,3N của áp suất chổi cao su sau khi In chất hàn, chứ không phải do hoạt động không đủ của chính chất hàn hàn cảm Biến.

Tỷ lệ khoảng trống tia X và độ dày lớp IMC

Các mối hàn BGA được quét bằng hệ thống kiểm tra tia X DXR-3000. Kết quả cho thấy tổng diện tích khoảng trống trung bình là 3,2% và đường kính khoảng trống đơn tối đa là 35μm, tất cả đều đáp ứng tiêu chuẩn IPC-7095B Loại 2. Quan sát SEM cắt ngang cho thấy độ dày lớp IMC tập trung trong phạm vi 2,1 ~ 2,4μm, không có sự kết tủa đáng kể của các pha Ni-Sn giòn. Điều này cho thấy rằng chất hàn hàn cảm Biến JJY JH-851A đảm bảo đủ phản ứng ở nhiệt độ cao nhất là 235oC mà không tăng trưởng quá mức.

Độ bền cắt và độ ổn định của chu trình nhiệt

Độ bền cắt của mối hàn được kiểm tra bằng máy thử kéo đẩy. Giá trị trung bình là 86,3gf với độ lệch chuẩn là ±4,1gf và giá trị điểm đơn tối thiểu vẫn đạt 79,5gf, vượt giới hạn dưới 75gf do JEDEC JESD22-B117A yêu cầu. Sau 1000 chu kỳ nhiệt -40oC/15 phút → 125oC/15 phút, độ lệch điện trở của tất cả các mẫu là <±0,8%FS, không quan sát thấy mối hàn nguội hoặc vết nứt nào. Điều này chứng tỏ rằng liên kết giao diện của vật hàn hàn cảm Biến này vẫn chắc chắn dưới áp lực nhiệt lặp đi lặp lại.

Xác minh độ nhạy của cửa sổ quy trình

Khi nhiệt độ đỉnh nóng chảy lại được hạ xuống 232oC, 5 thiết bị có hiện tượng bắc cầu nhẹ, xảy ra ở các khu vực có khoảng cách giữa các miếng đệm liền kề <0,45mm. Việc tăng nhiệt độ lên 238oC khiến miếng đệm bị nâng lên trên 2 thiết bị. Điều này cho thấy rằng độ rộng cửa sổ quy trình đáng tin cậy thực tế của vật hàn hàn cảm Biến JJY JH-851A chỉ là ±3oC và nó phải được sử dụng cùng với mô-đun giám sát nhiệt độ lò nung theo thời gian thực. Sau khi tăng độ dày của khuôn tô từ 100μm lên 125μm, chiều cao thu gọn của mối hàn tăng thêm 18μm, trực tiếp gây ra 3 vụ đoản mạch. Do đó, tỷ lệ diện tích khẩu độ của stencil phải được kiểm soát trong khoảng từ 0,62 đến 0,65.