एसएमटी पारंपारिक सोल्डर पेस्ट एअर रिफ्लो वेल्डिंग कॅव्हिटी विश्लेषण आणि सोल्यूशन (२०२३ एसेन्स एडिशन) वापरते, तुम्ही ते पात्र आहात!
१ परिचय
सर्किट बोर्ड असेंब्लीमध्ये, सर्किट बोर्ड सोल्डर पॅडवर प्रथम सोल्डर पेस्ट छापली जाते आणि नंतर विविध इलेक्ट्रॉनिक घटक जोडले जातात. शेवटी, रिफ्लो फर्नेस नंतर, सोल्डर पेस्टमधील टिन मणी वितळवले जातात आणि इलेक्ट्रिकल सबमॉड्यूलची असेंब्ली साकार करण्यासाठी सर्व प्रकारचे इलेक्ट्रॉनिक घटक आणि सर्किट बोर्डचे सोल्डर पॅड एकत्र वेल्ड केले जातात. सिस्टम लेव्हल पॅकेज (siP), बॉलग्रिडॅरे (BGA) डिव्हाइसेस आणि पॉवर बेअर चिप, स्क्वेअर फ्लॅट पिन-लेस पॅकेज (क्वाड aatNo-लीड, ज्याला QFN म्हणून संबोधले जाते) डिव्हाइस सारख्या उच्च-घनतेच्या पॅकेजिंग उत्पादनांमध्ये सरफेसमाउंट टेक्नॉलॉजी (sMT) चा वापर वाढत्या प्रमाणात होत आहे.
सोल्डर पेस्ट वेल्डिंग प्रक्रियेच्या आणि साहित्याच्या वैशिष्ट्यांमुळे, या मोठ्या सोल्डर पृष्ठभागाच्या उपकरणांच्या रिफ्लो वेल्डिंगनंतर, सोल्डर वेल्डिंग क्षेत्रात छिद्रे असतील, ज्यामुळे उत्पादनाच्या विद्युत गुणधर्म, थर्मल गुणधर्म आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम होईल आणि उत्पादन बिघाड देखील होईल. म्हणूनच, सोल्डर पेस्ट रिफ्लो वेल्डिंग पोकळी सुधारण्यासाठी ही एक प्रक्रिया आणि तांत्रिक समस्या बनली आहे जी सोडवणे आवश्यक आहे, काही संशोधकांनी BGA सोल्डर बॉल वेल्डिंग पोकळीच्या कारणांचे विश्लेषण आणि अभ्यास केला आहे आणि सुधारणा उपाय प्रदान केले आहेत, पारंपारिक सोल्डर पेस्ट रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया वेल्डिंग क्षेत्र 10mm2 पेक्षा जास्त QFN किंवा वेल्डिंग क्षेत्र 6 mm2 पेक्षा जास्त च्या बेअर चिप सोल्यूशनमध्ये कमतरता आहे.
वेल्ड होल सुधारण्यासाठी प्रीफॉर्मसोल्डर वेल्डिंग आणि व्हॅक्यूम रिफ्लक्स फर्नेस वेल्डिंग वापरा. प्रीफॅब्रिकेटेड सोल्डरला पॉइंट फ्लक्ससाठी विशेष उपकरणे आवश्यक असतात. उदाहरणार्थ, चिप थेट प्रीफॅब्रिकेटेड सोल्डरवर ठेवल्यानंतर चिप ऑफसेट केली जाते आणि गंभीरपणे झुकवली जाते. जर फ्लक्स माउंट चिप रिफ्लो केली आणि नंतर पॉइंट केली तर प्रक्रिया दोन रिफ्लोने वाढते आणि प्रीफॅब्रिकेटेड सोल्डर आणि फ्लक्स मटेरियलची किंमत सोल्डर पेस्टपेक्षा खूप जास्त असते.
व्हॅक्यूम रिफ्लक्स उपकरणे अधिक महाग आहेत, स्वतंत्र व्हॅक्यूम चेंबरची व्हॅक्यूम क्षमता खूप कमी आहे, किंमत कामगिरी जास्त नाही आणि टिन स्प्लॅशिंग समस्या गंभीर आहे, जी उच्च-घनता आणि लहान-पिच उत्पादनांच्या वापरात एक महत्त्वाचा घटक आहे. या पेपरमध्ये, पारंपारिक सोल्डर पेस्ट रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रियेवर आधारित, वेल्डिंग पोकळी सुधारण्यासाठी आणि वेल्डिंग पोकळीमुळे होणारे बाँडिंग आणि प्लास्टिक सील क्रॅकिंगच्या समस्या सोडवण्यासाठी एक नवीन दुय्यम रिफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया विकसित आणि सादर केली आहे.
२ सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग पोकळी आणि उत्पादन यंत्रणा
२.१ वेल्डिंग पोकळी
रिफ्लो वेल्डिंगनंतर, उत्पादनाची एक्स-रे अंतर्गत चाचणी करण्यात आली. आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, वेल्डिंग लेयरमध्ये अपुरे सोल्डर असल्याने फिकट रंगाच्या वेल्डिंग झोनमधील छिद्रे आढळली.
बबल होलचा एक्स-रे शोध
२.२ वेल्डिंग पोकळीची निर्मिती यंत्रणा
sAC305 सोल्डर पेस्टचे उदाहरण घेतल्यास, मुख्य रचना आणि कार्य तक्ता 1 मध्ये दर्शविले आहे. फ्लक्स आणि टिन मणी पेस्टच्या आकारात एकत्र जोडलेले आहेत. टिन सोल्डरचे फ्लक्सशी वजनाचे गुणोत्तर सुमारे 9:1 आहे आणि आकारमानाचे प्रमाण सुमारे 1:1 आहे.
सोल्डर पेस्ट प्रिंट केल्यानंतर आणि विविध इलेक्ट्रॉनिक घटकांसह बसवल्यानंतर, सोल्डर पेस्ट रिफ्लक्स फर्नेसमधून जाताना प्रीहीटिंग, अॅक्टिव्हेशन, रिफ्लक्स आणि कूलिंग अशा चार टप्प्यांतून जाईल. आकृती २ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, वेगवेगळ्या टप्प्यांमध्ये वेगवेगळ्या तापमानांसह सोल्डर पेस्टची स्थिती देखील वेगळी असते.
रिफ्लो सोल्डरिंगच्या प्रत्येक क्षेत्रासाठी प्रोफाइल संदर्भ
प्रीहीटिंग आणि अॅक्टिव्हेशन टप्प्यात, सोल्डर पेस्टमधील फ्लक्समधील अस्थिर घटक गरम केल्यावर वायूमध्ये रूपांतरित होतील. त्याच वेळी, वेल्डिंग लेयरच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड काढून टाकल्यावर वायू तयार होतील. यापैकी काही वायू वाष्पीकरण होऊन सोल्डर पेस्ट सोडतील आणि फ्लक्सच्या अस्थिरतेमुळे सोल्डर बीड्स घट्टपणे घनरूप होतील. रिफ्लक्स टप्प्यात, सोल्डर पेस्टमधील उर्वरित फ्लक्स लवकर बाष्पीभवन होईल, टिन बीड्स वितळतील, थोड्या प्रमाणात फ्लक्स वाष्पशील वायू आणि टिन बीड्समधील बहुतेक हवा वेळेत विखुरली जाणार नाही आणि वितळलेल्या टिनमधील अवशेष आणि वितळलेल्या टिनच्या ताणाखाली हॅम्बर्गर सँडविच स्ट्रक्चर असतात आणि सर्किट बोर्ड सोल्डर पॅड आणि इलेक्ट्रॉनिक घटकांद्वारे पकडले जातात आणि द्रव टिनमध्ये गुंडाळलेला वायू केवळ वरच्या दिशेने उछालण्यामुळे बाहेर पडणे कठीण असते. वरचा वितळण्याचा वेळ खूप कमी असतो. जेव्हा वितळलेला टिन थंड होतो आणि घन टिन बनतो, तेव्हा वेल्डिंग लेयरमध्ये छिद्र दिसतात आणि आकृती 3 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे सोल्डर होल तयार होतात.
सोल्डर पेस्ट रिफ्लो वेल्डिंगद्वारे निर्माण होणाऱ्या रिकाम्या जागेचे योजनाबद्ध आकृती
वेल्डिंग कॅव्हिटीचे मूळ कारण म्हणजे वितळल्यानंतर सोल्डर पेस्टमध्ये गुंडाळलेली हवा किंवा वाष्पशील वायू पूर्णपणे बाहेर पडत नाही. प्रभावित करणाऱ्या घटकांमध्ये सोल्डर पेस्ट मटेरियल, सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग आकार, सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंगची रक्कम, रिफ्लक्स तापमान, रिफ्लक्स वेळ, वेल्डिंग आकार, रचना इत्यादींचा समावेश आहे.
३. सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग होलच्या प्रभावशाली घटकांची पडताळणी
रिफ्लो वेल्डिंग व्हॉईड्सची मुख्य कारणे निश्चित करण्यासाठी आणि सोल्डर पेस्टद्वारे प्रिंट केलेल्या रिफ्लो वेल्डिंग व्हॉईड्स सुधारण्याचे मार्ग शोधण्यासाठी QFN आणि बेअर चिप चाचण्या वापरल्या गेल्या. QFN आणि बेअर चिप सोल्डर पेस्ट रिफ्लो वेल्डिंग उत्पादन प्रोफाइल आकृती 4 मध्ये दर्शविले आहे, QFN वेल्डिंग पृष्ठभागाचा आकार 4.4mmx4.1mm आहे, वेल्डिंग पृष्ठभाग टिन केलेला थर आहे (100% शुद्ध टिन); बेअर चिपचा वेल्डिंग आकार 3.0mmx2.3mm आहे, वेल्डिंग थर स्पटर केलेला निकेल-व्हॅनेडियम बायमेटॅलिक थर आहे आणि पृष्ठभागाचा थर व्हॅनेडियम आहे. सब्सट्रेटचा वेल्डिंग पॅड इलेक्ट्रोलेस निकेल-पॅलेडियम गोल्ड-डिपिंग होता आणि जाडी 0.4μm/0.06μm/0.04μm होती. SAC305 सोल्डर पेस्ट वापरली जाते, सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग उपकरण DEK होरायझन APix आहे, रिफ्लक्स फर्नेस उपकरण BTUPyramax150N आहे आणि एक्स-रे उपकरण DAGExD7500VR आहे.
क्यूएफएन आणि बेअर चिप वेल्डिंग रेखाचित्रे
चाचणी निकालांची तुलना सुलभ करण्यासाठी, तक्ता २ मधील परिस्थितीनुसार रिफ्लो वेल्डिंग केले गेले.
रिफ्लो वेल्डिंग कंडिशन टेबल
पृष्ठभाग माउंटिंग आणि रिफ्लो वेल्डिंग पूर्ण झाल्यानंतर, एक्स-रे द्वारे वेल्डिंग थर शोधण्यात आला आणि असे आढळून आले की आकृती 5 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, QFN आणि बेअर चिपच्या तळाशी वेल्डिंग थरात मोठे छिद्र होते.
क्यूएफएन आणि चिप होलोग्राम (एक्स-रे)
टिन बीडचा आकार, स्टील जाळीची जाडी, उघडण्याचे क्षेत्रफळ, स्टील जाळीचा आकार, रिफ्लक्स वेळ आणि शिखर भट्टीचे तापमान हे सर्व रिफ्लो वेल्डिंग व्हॉईड्सवर परिणाम करणार असल्याने, अनेक प्रभावशाली घटक आहेत, जे थेट DOE चाचणीद्वारे सत्यापित केले जातील आणि प्रायोगिक गटांची संख्या खूप मोठी असेल. सहसंबंध तुलना चाचणीद्वारे मुख्य प्रभावशाली घटकांची त्वरित तपासणी करणे आणि निश्चित करणे आणि नंतर DOE द्वारे मुख्य प्रभावशाली घटकांना अधिक अनुकूलित करणे आवश्यक आहे.
३.१ सोल्डर होल आणि सोल्डर पेस्ट टिन बीड्सचे परिमाण
टाइप३ (मणी आकार २५-४५ μm)SAC३०५ सोल्डर पेस्ट चाचणीसह, इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहतात. रिफ्लो केल्यानंतर, सोल्डर लेयरमधील छिद्रे मोजली जातात आणि टाइप४ सोल्डर पेस्टशी तुलना केली जाते. असे आढळून आले आहे की सोल्डर लेयरमधील छिद्रे दोन प्रकारच्या सोल्डर पेस्टमध्ये लक्षणीयरीत्या भिन्न नाहीत, हे दर्शविते की वेगवेगळ्या मणी आकाराच्या सोल्डर पेस्टचा सोल्डर लेयरमधील छिद्रांवर कोणताही स्पष्ट प्रभाव पडत नाही, जो प्रभाव पाडणारा घटक नाही, जसे आकृती ६ मध्ये दाखवले आहे.
वेगवेगळ्या कण आकारांच्या धातूच्या टिन पावडरच्या छिद्रांची तुलना
३.२ वेल्डिंग पोकळी आणि छापील स्टील जाळीची जाडी
रिफ्लो केल्यानंतर, वेल्डेड लेयरच्या पोकळीचे क्षेत्रफळ ५० μm, १०० μm आणि १२५ μm जाडीच्या प्रिंटेड स्टील मेषने मोजले गेले आणि इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहिल्या. असे आढळून आले की स्टील मेष (सोल्डर पेस्ट) च्या वेगवेगळ्या जाडीचा QFN वर होणारा परिणाम ७५ μm जाडीच्या प्रिंटेड स्टील मेषशी तुलना केली गेली. स्टील मेषची जाडी वाढत असताना, पोकळीचे क्षेत्रफळ हळूहळू कमी होते. एका विशिष्ट जाडी (१००μm) पर्यंत पोहोचल्यानंतर, पोकळीचे क्षेत्रफळ उलट होईल आणि स्टील मेषची जाडी वाढल्याने वाढण्यास सुरुवात होईल, जसे आकृती ७ मध्ये दाखवले आहे.
यावरून असे दिसून येते की जेव्हा सोल्डर पेस्टचे प्रमाण वाढवले जाते तेव्हा रिफ्लक्स असलेले द्रव टिन चिपने झाकलेले असते आणि अवशिष्ट हवेच्या सुटकेचा मार्ग फक्त चारही बाजूंनी अरुंद असतो. जेव्हा सोल्डर पेस्टचे प्रमाण बदलले जाते तेव्हा अवशिष्ट हवेच्या सुटकेचा मार्ग देखील वाढतो आणि द्रव टिनमध्ये गुंडाळलेल्या हवेच्या किंवा वाष्पशील वायूच्या बाहेर पडणाऱ्या द्रव टिनच्या तात्काळ स्फोटामुळे द्रव टिन QFN आणि चिपभोवती पसरतो.
चाचणीत असे आढळून आले की स्टीलच्या जाळीची जाडी वाढल्याने, हवा किंवा अस्थिर वायू बाहेर पडल्याने होणारा बुडबुडा फुटण्याचे प्रमाण देखील वाढेल आणि QFN आणि चिपभोवती टिनचे स्प्लॅश होण्याची शक्यता देखील त्यानुसार वाढेल.
वेगवेगळ्या जाडीच्या स्टील जाळीतील छिद्रांची तुलना
३.३ वेल्डिंग पोकळी आणि स्टील जाळी उघडण्याचे क्षेत्रफळ गुणोत्तर
१००%, ९०% आणि ८०% उघडण्याच्या दरासह छापील स्टील जाळीची चाचणी घेण्यात आली आणि इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहिल्या. रिफ्लो केल्यानंतर, वेल्डेड लेयरच्या पोकळीचे क्षेत्रफळ मोजण्यात आले आणि १००% उघडण्याच्या दरासह छापील स्टील जाळीशी तुलना करण्यात आली. असे आढळून आले की आकृती ८ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, १००% आणि ९०% ८०% उघडण्याच्या दराच्या परिस्थितीत वेल्डेड लेयरच्या पोकळीत कोणताही महत्त्वपूर्ण फरक नव्हता.
वेगवेगळ्या स्टील जाळीच्या वेगवेगळ्या उघडण्याच्या क्षेत्राची पोकळीची तुलना
३.४ वेल्डेड पोकळी आणि छापील स्टील जाळीचा आकार
स्ट्रिप बी आणि इनक्लाईंड ग्रिड सी च्या सोल्डर पेस्टच्या प्रिंटिंग आकार चाचणीसह, इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहतात. रिफ्लो केल्यानंतर, वेल्डिंग लेयरच्या पोकळीचे क्षेत्रफळ मोजले जाते आणि ग्रिड ए च्या प्रिंटिंग आकाराशी तुलना केली जाते. असे आढळून आले आहे की ग्रिड, स्ट्रिप आणि इनक्लाईंड ग्रिडच्या परिस्थितीत वेल्डिंग लेयरच्या पोकळीत कोणताही महत्त्वपूर्ण फरक नाही, जसे की आकृती 9 मध्ये दर्शविले आहे.
स्टील जाळीच्या वेगवेगळ्या उघडण्याच्या पद्धतींमधील छिद्रांची तुलना
३.५ वेल्डिंग पोकळी आणि रिफ्लक्स वेळ
प्रदीर्घ रिफ्लक्स वेळ (७० सेकंद, ८० सेकंद, ९० सेकंद) चाचणीनंतर, इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहिल्या आहेत, रिफ्लक्स नंतर वेल्डिंग लेयरमधील छिद्र मोजले गेले आणि ६० सेकंदांच्या रिफ्लक्स वेळेशी तुलना केली तर असे आढळून आले की रिफ्लक्स वेळेच्या वाढीसह, वेल्डिंग होल क्षेत्र कमी झाले, परंतु आकृती १० मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वेळेच्या वाढीसह रिडक्शन अॅम्प्लिट्यूड हळूहळू कमी झाले. हे दर्शविते की अपुरा रिफ्लक्स वेळ असल्यास, रिफ्लक्स वेळ वाढवणे वितळलेल्या द्रव टिनमध्ये गुंडाळलेल्या हवेच्या पूर्ण ओव्हरफ्लोसाठी अनुकूल आहे, परंतु रिफ्लक्स वेळ एका विशिष्ट वेळेपर्यंत वाढल्यानंतर, द्रव टिनमध्ये गुंडाळलेली हवा पुन्हा ओव्हरफ्लो होणे कठीण आहे. रिफ्लक्स वेळ हा वेल्डिंग पोकळीवर परिणाम करणाऱ्या घटकांपैकी एक आहे.
वेगवेगळ्या रिफ्लक्स वेळेच्या लांबीची तुलना शून्य
३.६ वेल्डिंग पोकळी आणि भट्टीचे कमाल तापमान
२४० ℃ आणि २५० ℃ पीक फर्नेस तापमान चाचणी आणि इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहिल्याने, वेल्डेड लेयरच्या पोकळीचे क्षेत्रफळ रिफ्लोनंतर मोजले गेले आणि २६० ℃ पीक फर्नेस तापमानाशी तुलना केली असता, असे आढळून आले की वेगवेगळ्या पीक फर्नेस तापमान परिस्थितीत, QFN आणि चिपच्या वेल्डेड लेयरच्या पोकळीत आकृती ११ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे लक्षणीय बदल झाला नाही. हे दर्शविते की वेगवेगळ्या पीक फर्नेस तापमानाचा QFN आणि चिपच्या वेल्डिंग लेयरमधील छिद्रावर कोणताही स्पष्ट परिणाम होत नाही, जो प्रभाव पाडणारा घटक नाही.
वेगवेगळ्या कमाल तापमानांची तुलना शून्य
वरील चाचण्या दर्शवितात की QFN आणि चिपच्या वेल्ड लेयर पोकळीवर परिणाम करणारे महत्त्वाचे घटक म्हणजे रिफ्लक्स वेळ आणि स्टील जाळीची जाडी.
४ सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग पोकळी सुधारणा
४.१ वेल्डिंग पोकळी सुधारण्यासाठी DOE चाचणी
मुख्य प्रभाव पाडणाऱ्या घटकांचे (रिफ्लक्स वेळ आणि स्टील जाळीची जाडी) इष्टतम मूल्य शोधून QFN आणि चिपच्या वेल्डिंग थरातील छिद्र सुधारण्यात आले. सोल्डर पेस्ट SAC305 प्रकार4 होती, स्टील जाळीचा आकार ग्रिड प्रकार होता (100% उघडण्याची डिग्री), शिखर भट्टीचे तापमान 260 ℃ होते आणि इतर चाचणी परिस्थिती चाचणी उपकरणांसारख्याच होत्या. DOE चाचणी आणि निकाल तक्ता 3 मध्ये दर्शविले आहेत. QFN आणि चिप वेल्डिंग होलवरील स्टील जाळीची जाडी आणि रिफ्लक्स वेळेचा प्रभाव आकृती 12 मध्ये दर्शविला आहे. मुख्य प्रभाव पाडणाऱ्या घटकांच्या परस्परसंवाद विश्लेषणाद्वारे, असे आढळून आले आहे की 100 μm स्टील जाळीची जाडी आणि 80 सेकंद रिफ्लक्स वेळेचा वापर केल्याने QFN आणि चिपची वेल्डिंग पोकळी लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते. QFN चा वेल्डिंग पोकळीचा दर कमाल 27.8% वरून 16.1% पर्यंत कमी केला जातो आणि चिपचा वेल्डिंग पोकळीचा दर कमाल 20.5% वरून 14.5% पर्यंत कमी केला जातो.
चाचणीमध्ये, १००० उत्पादने इष्टतम परिस्थितीत (१०० μm स्टील जाळीची जाडी, ८० सेकंद रिफ्लक्स वेळ) तयार करण्यात आली आणि १०० QFN आणि चिपचा वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट यादृच्छिकपणे मोजण्यात आला. QFN चा सरासरी वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट १६.४% होता आणि चिपचा सरासरी वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट १४.७% होता. चिप आणि चिपचा वेल्ड कॅव्हिटी रेट स्पष्टपणे कमी झाला आहे.
४.२ नवीन प्रक्रिया वेल्डिंग पोकळी सुधारते
प्रत्यक्ष उत्पादन परिस्थिती आणि चाचणी दर्शविते की जेव्हा चिपच्या तळाशी वेल्डिंग कॅव्हिटी एरिया 10% पेक्षा कमी असतो, तेव्हा लीड बाँडिंग आणि मोल्डिंग दरम्यान चिप कॅव्हिटी पोझिशन क्रॅकिंगची समस्या उद्भवणार नाही. DOE द्वारे ऑप्टिमाइझ केलेले प्रक्रिया पॅरामीटर्स पारंपारिक सोल्डर पेस्ट रिफ्लो वेल्डिंगमधील छिद्रांचे विश्लेषण आणि निराकरण करण्याच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकत नाहीत आणि चिपच्या वेल्डिंग कॅव्हिटी एरिया रेटला आणखी कमी करणे आवश्यक आहे.
सोल्डरवर झाकलेली चिप सोल्डरमधील वायू बाहेर पडण्यापासून रोखत असल्याने, सोल्डर लेपित वायू काढून टाकून किंवा कमी करून चिपच्या तळाशी असलेल्या छिद्राचा दर आणखी कमी केला जातो. दोन सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंगसह रिफ्लो वेल्डिंगची एक नवीन प्रक्रिया स्वीकारली जाते: एक सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग, एक रिफ्लो जो QFN कव्हर करत नाही आणि बेअर चिप सोल्डरमध्ये गॅस डिस्चार्ज करत आहे; दुय्यम सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग, पॅच आणि दुय्यम रिफ्लक्सची विशिष्ट प्रक्रिया आकृती 13 मध्ये दर्शविली आहे.
जेव्हा ७५μm जाडीची सोल्डर पेस्ट पहिल्यांदा छापली जाते, तेव्हा चिप कव्हरशिवाय सोल्डरमधील बहुतेक वायू पृष्ठभागावरून बाहेर पडतो आणि रिफ्लक्स नंतरची जाडी सुमारे ५०μm असते. प्राथमिक रिफ्लक्स पूर्ण झाल्यानंतर, थंड केलेल्या सॉलिडिफाइड सोल्डरच्या पृष्ठभागावर लहान चौरस छापले जातात (सोल्डर पेस्टचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, गॅस स्पिलओव्हरचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, सोल्डर स्पॅटर कमी करण्यासाठी किंवा काढून टाकण्यासाठी), आणि ५० μm जाडीची सोल्डर पेस्ट (वरील चाचणी निकाल दर्शवितात की १०० μm सर्वोत्तम आहे, म्हणून दुय्यम प्रिंटिंगची जाडी १०० μm आहे.५० μm=५० μm), नंतर चिप स्थापित करा आणि नंतर ८० सेकंदांनी परत या. पहिल्या प्रिंटिंग आणि रिफ्लो नंतर सोल्डरमध्ये जवळजवळ कोणतेही छिद्र नसते आणि दुसऱ्या प्रिंटिंगमध्ये सोल्डर पेस्ट लहान असते आणि वेल्डिंग होल लहान असते, जसे आकृती १४ मध्ये दाखवले आहे.
सोल्डर पेस्टच्या दोन छपाईनंतर, पोकळ रेखाचित्र
४.३ वेल्डिंग पोकळीच्या परिणामाची पडताळणी
२००० उत्पादनांचे उत्पादन (पहिल्या प्रिंटिंग स्टील जाळीची जाडी ७५ μm आहे, दुसऱ्या प्रिंटिंग स्टील जाळीची जाडी ५० μm आहे), इतर परिस्थिती अपरिवर्तित, ५०० QFN चे यादृच्छिक मापन आणि चिप वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट, असे आढळून आले की पहिल्या रिफ्लक्स नो कॅव्हिटी नंतर नवीन प्रक्रिया, दुसऱ्या रिफ्लक्स QFN नंतर कमाल वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट ४.८% आहे आणि चिपचा कमाल वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट ४.१% आहे. मूळ सिंगल-पेस्ट प्रिंटिंग वेल्डिंग प्रक्रिया आणि DOE ऑप्टिमाइझ केलेल्या प्रक्रियेच्या तुलनेत, आकृती १५ मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वेल्डिंग कॅव्हिटी लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे. सर्व उत्पादनांच्या कार्यात्मक चाचण्यांनंतर चिप क्रॅक आढळले नाहीत.
५ सारांश
सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंगची रक्कम आणि रिफ्लक्स वेळेचे ऑप्टिमायझेशन वेल्डिंग कॅव्हिटी एरिया कमी करू शकते, परंतु वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट अजूनही मोठा आहे. दोन सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग तंत्रांचा वापर केल्याने वेल्डिंग कॅव्हिटी रेट प्रभावीपणे आणि जास्तीत जास्त वाढवता येतो. मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात QFN सर्किट बेअर चिपचे वेल्डिंग एरिया अनुक्रमे 4.4 मिमी x4.1 मिमी आणि 3.0 मिमी x2.3 मिमी असू शकते. रिफ्लो वेल्डिंगचा कॅव्हिटी रेट 5% पेक्षा कमी नियंत्रित केला जातो, ज्यामुळे रिफ्लो वेल्डिंगची गुणवत्ता आणि विश्वासार्हता सुधारते. या पेपरमधील संशोधन मोठ्या क्षेत्राच्या वेल्डिंग पृष्ठभागाच्या वेल्डिंग कॅव्हिटी समस्येत सुधारणा करण्यासाठी एक महत्त्वाचा संदर्भ प्रदान करते.
