एसएमटी पारंपारिक सोल्डर पेस्ट एअर रिफ्लो वेल्डिंग पोकळी विश्लेषण आणि सोल्यूशन (2023 एसेन्स एडिशन) वापरते, आपण त्यास पात्र आहात!
1 परिचय
सर्किट बोर्ड असेंब्लीमध्ये, सर्किट बोर्ड सोल्डर पॅडवर प्रथम सोल्डर पेस्ट मुद्रित केली जाते आणि नंतर विविध इलेक्ट्रॉनिक घटक चिकटवले जातात. शेवटी, रिफ्लो फर्नेसनंतर, सोल्डर पेस्टमधील कथील मणी वितळले जातात आणि सर्व प्रकारचे इलेक्ट्रॉनिक घटक आणि सर्किट बोर्डचे सोल्डर पॅड एकत्र वेल्डेड केले जातात ज्यामुळे इलेक्ट्रिकल सबमॉड्यूलचे असेंब्ली लक्षात येते. सरफेसमाउंटटेक्नॉलॉजी (sMT) चा वापर उच्च-घनतेच्या पॅकेजिंग उत्पादनांमध्ये होत आहे, जसे की सिस्टम लेव्हल पॅकेज (siP), बॉलग्रीडारे (BGA) उपकरणे आणि पॉवर बेअर चिप, स्क्वेअर फ्लॅट पिन-लेस पॅकेज (क्वाड एटनो-लीड, ज्याला QFN म्हणून संबोधले जाते. ) उपकरण.
सोल्डर पेस्ट वेल्डिंग प्रक्रिया आणि सामग्रीच्या वैशिष्ट्यांमुळे, या मोठ्या सोल्डर पृष्ठभागाच्या उपकरणांच्या रिफ्लो वेल्डिंगनंतर, सोल्डर वेल्डिंग क्षेत्रात छिद्रे होतील, ज्यामुळे उत्पादनाच्या विद्युत गुणधर्म, थर्मल गुणधर्म आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम होईल, आणि उत्पादन अयशस्वी होऊ शकते, म्हणून, सोल्डर पेस्ट रीफ्लो वेल्डिंग पोकळी सुधारण्यासाठी एक प्रक्रिया बनली आहे आणि तांत्रिक समस्या ज्याचे निराकरण करणे आवश्यक आहे, काही संशोधकांनी बीजीए सोल्डर बॉल वेल्डिंग पोकळीच्या कारणांचे विश्लेषण आणि अभ्यास केला आहे आणि सुधारित उपाय प्रदान केले आहेत, पारंपारिक सोल्डर पेस्ट रीफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया QFN चे 10mm2 पेक्षा जास्त वेल्डिंग क्षेत्र किंवा 6 mm2 पेक्षा मोठे वेल्डिंग क्षेत्र बेअर चिप सोल्यूशनची कमतरता आहे.
वेल्ड होल सुधारण्यासाठी प्रीफॉर्मसोल्डर वेल्डिंग आणि व्हॅक्यूम रिफ्लक्स फर्नेस वेल्डिंग वापरा. प्रीफेब्रिकेटेड सोल्डरला फ्लक्स पॉइंट करण्यासाठी विशेष उपकरणे आवश्यक असतात. उदाहरणार्थ, चिप थेट प्रीफेब्रिकेटेड सोल्डरवर ठेवल्यानंतर चिप ऑफसेट केली जाते आणि गंभीरपणे झुकली जाते. फ्लक्स माउंट चिप रिफ्लो आणि नंतर पॉइंट असल्यास, प्रक्रिया दोन रिफ्लोने वाढविली जाते आणि प्रीफेब्रिकेटेड सोल्डर आणि फ्लक्स सामग्रीची किंमत सोल्डर पेस्टपेक्षा खूप जास्त असते.
व्हॅक्यूम रिफ्लक्स उपकरणे अधिक महाग आहेत, स्वतंत्र व्हॅक्यूम चेंबरची व्हॅक्यूम क्षमता खूप कमी आहे, खर्चाची कार्यक्षमता जास्त नाही आणि टिन स्प्लॅशिंगची समस्या गंभीर आहे, जी उच्च-घनता आणि लहान-पिचच्या वापरामध्ये एक महत्त्वाचा घटक आहे. उत्पादने या पेपरमध्ये, पारंपारिक सोल्डर पेस्ट रीफ्लो वेल्डिंग प्रक्रियेवर आधारित, वेल्डिंग पोकळी सुधारण्यासाठी आणि वेल्डिंग पोकळीमुळे होणारे बाँडिंग आणि प्लास्टिक सील क्रॅकिंगच्या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी नवीन दुय्यम रीफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया विकसित आणि सादर केली गेली आहे.
2 सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग पोकळी आणि उत्पादन यंत्रणा
2.1 वेल्डिंग पोकळी
रिफ्लो वेल्डिंगनंतर, उत्पादनाची एक्स-रे अंतर्गत चाचणी केली गेली. फिकट रंग असलेल्या वेल्डिंग झोनमधील छिद्रे आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वेल्डिंग लेयरमध्ये अपुरे सोल्डरमुळे असल्याचे आढळले.
बबल होलचा एक्स-रे शोध
2.2 वेल्डिंग पोकळीच्या निर्मितीची यंत्रणा
उदाहरण म्हणून sAC305 सोल्डर पेस्ट घेतल्यास, मुख्य रचना आणि कार्य तक्ता 1 मध्ये दर्शविले आहे. फ्लक्स आणि टिन बीड्स पेस्टच्या आकारात एकत्र जोडलेले आहेत. टिन सोल्डर ते फ्लक्सचे वजन गुणोत्तर सुमारे 9:1 आहे आणि आवाजाचे प्रमाण सुमारे 1:1 आहे.
सोल्डर पेस्ट प्रिंट केल्यानंतर आणि विविध इलेक्ट्रॉनिक घटकांसह माउंट केल्यानंतर, सोल्डर पेस्ट रिफ्लक्स भट्टीतून जाते तेव्हा प्रीहीटिंग, सक्रियकरण, रिफ्लक्स आणि कूलिंगच्या चार टप्प्यांतून जातात. आकृती 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, सोल्डर पेस्टची स्थिती वेगवेगळ्या टप्प्यात भिन्न तापमानासह भिन्न असते.
रीफ्लो सोल्डरिंगच्या प्रत्येक क्षेत्रासाठी प्रोफाइल संदर्भ
प्रीहीटिंग आणि ऍक्टिव्हेशन स्टेजमध्ये, सोल्डर पेस्टमधील फ्लक्समधील अस्थिर घटक गरम केल्यावर वायूमध्ये वाष्पशील होतील. त्याच वेळी, वेल्डिंग लेयरच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड काढून टाकल्यावर वायू तयार होतील. यातील काही वायू अस्थिर होऊन सोल्डर पेस्टमधून निघून जातील आणि फ्लक्सच्या वाष्पीकरणामुळे सोल्डर बीड्स घट्ट घट्ट होतील. ओहोटीच्या अवस्थेत, सोल्डर पेस्टमधील उर्वरित फ्लक्स लवकर बाष्पीभवन होईल, कथील मणी वितळेल, थोड्या प्रमाणात फ्लक्स वाष्पशील वायू आणि कथील मण्यांमधील बहुतेक हवा वेळेत विखुरली जाणार नाही आणि अवशिष्ट वितळलेल्या कथील आणि वितळलेल्या टिनच्या तणावाखाली हॅम्बर्गर सँडविचची रचना असते आणि सर्किट बोर्ड सोल्डर पॅड आणि इलेक्ट्रॉनिक घटकांद्वारे पकडली जाते आणि द्रव टिनमध्ये गुंडाळलेला वायू केवळ वरच्या दिशेने निघून जाणे कठीण असते, वरच्या वितळण्याची वेळ खूप असते. लहान जेव्हा वितळलेले कथील थंड होते आणि घन कथील बनते, तेव्हा आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वेल्डिंग लेयरमध्ये छिद्रे दिसतात आणि सोल्डर होल तयार होतात.
सोल्डर पेस्ट रिफ्लो वेल्डिंगद्वारे व्युत्पन्न व्हॉइडचे योजनाबद्ध आकृती
वेल्डिंग पोकळीचे मूळ कारण वितळल्यानंतर सोल्डर पेस्टमध्ये गुंडाळलेली हवा किंवा वाष्पशील वायू पूर्णपणे बाहेर पडत नाही. सोल्डर पेस्ट मटेरियल, सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग आकार, सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रक्कम, रिफ्लक्स तापमान, ओहोटी वेळ, वेल्डिंग आकार, रचना इत्यादींचा प्रभाव पाडणाऱ्या घटकांचा समावेश होतो.
3. सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग होलच्या प्रभावशाली घटकांची पडताळणी
रीफ्लो वेल्डिंग व्हॉईड्सच्या मुख्य कारणांची पुष्टी करण्यासाठी आणि सोल्डर पेस्टद्वारे मुद्रित रिफ्लो वेल्डिंग व्हॉईड्स सुधारण्याचे मार्ग शोधण्यासाठी QFN आणि बेअर चिप चाचण्या वापरल्या गेल्या. QFN आणि बेअर चिप सोल्डर पेस्ट रीफ्लो 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 चीपचा वेल्डिंग आकार 3.0mmx2.3mm आहे, वेल्डिंग लेयर स्पटर्ड निकेल-व्हॅनेडियम बायमेटेलिक लेयर 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 उपकरणे DEK Horizon APix आहे, रिफ्लक्स फर्नेस उपकरणे BTUPyramax150N आहे आणि एक्स-रे उपकरण DAGExD7500VR आहे.
QFN आणि बेअर चिप वेल्डिंग रेखाचित्रे
चाचणी परिणामांची तुलना सुलभ करण्यासाठी, रीफ्लो वेल्डिंग टेबल 2 मधील परिस्थितीनुसार केली गेली.
रिफ्लो वेल्डिंग कंडिशन टेबल
पृष्ठभाग माउंटिंग आणि रिफ्लो वेल्डिंग पूर्ण झाल्यानंतर, वेल्डिंग लेयर एक्स-रे द्वारे शोधले गेले आणि असे आढळून आले की आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे QFN आणि बेअर चिपच्या तळाशी वेल्डिंग लेयरमध्ये मोठी छिद्रे आहेत.
QFN आणि चिप होलोग्राम (क्ष-किरण)
कथील मणीचा आकार, स्टीलच्या जाळीची जाडी, उघडण्याच्या क्षेत्राचा दर, स्टीलच्या जाळीचा आकार, ओहोटीचा वेळ आणि भट्टीचे शिखर तापमान या सर्वांचा रिफ्लो वेल्डिंग व्हॉईड्सवर परिणाम होणार असल्याने, अनेक प्रभावित करणारे घटक आहेत, जे DOE चाचणीद्वारे थेट पडताळले जातील, आणि प्रायोगिक संख्या. गट खूप मोठे असतील. सहसंबंध तुलना चाचणीद्वारे मुख्य प्रभाव पाडणारे घटक द्रुतपणे तपासणे आणि निर्धारित करणे आवश्यक आहे आणि नंतर DOE द्वारे मुख्य प्रभाव पाडणारे घटक अधिक अनुकूल करणे आवश्यक आहे.
3.1 सोल्डर होल आणि सोल्डर पेस्ट टिन बीड्सचे परिमाण
टाइप3 (मणीचा आकार 25-45 μm) SAC305 सोल्डर पेस्ट चाचणीसह, इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहतील. रिफ्लो केल्यानंतर, सोल्डर लेयरमधील छिद्रांचे मोजमाप केले जाते आणि टाइप 4 सोल्डर पेस्टशी तुलना केली जाते. असे आढळून आले आहे की सोल्डर लेयरमधील छिद्र दोन प्रकारच्या सोल्डर पेस्टमध्ये लक्षणीय भिन्न नसतात, हे दर्शविते की वेगवेगळ्या मण्यांच्या आकारासह सोल्डर पेस्टचा सोल्डर लेयरमधील छिद्रांवर कोणताही स्पष्ट प्रभाव पडत नाही, जो प्रभाव पाडणारा घटक नाही, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. 6 दाखवल्याप्रमाणे.
वेगवेगळ्या कणांच्या आकारांसह धातूच्या टिन पावडरच्या छिद्रांची तुलना
3.2 वेल्डिंग पोकळी आणि मुद्रित स्टील जाळीची जाडी
रीफ्लो केल्यानंतर, वेल्डेड लेयरच्या पोकळीचे क्षेत्र 50 μm, 100 μm आणि 125 μm च्या जाडीसह मुद्रित स्टीलच्या जाळीने मोजले गेले आणि इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहिल्या. असे आढळून आले की QFN वरील वेगवेगळ्या जाडीच्या स्टीलच्या जाडीच्या (सोल्डर पेस्ट) प्रभावाची तुलना 75 μm जाडी असलेल्या मुद्रित स्टीलच्या जाळीशी केली जाते, स्टीलच्या जाळीची जाडी जसजशी वाढते तसतसे पोकळीचे क्षेत्र हळूहळू कमी होते. विशिष्ट जाडी (100μm) पर्यंत पोहोचल्यानंतर, पोकळीचे क्षेत्र उलट होईल आणि आकृती 7 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, स्टीलच्या जाळीच्या जाडीच्या वाढीसह वाढू लागेल.
हे दर्शविते की जेव्हा सोल्डर पेस्टचे प्रमाण वाढते तेव्हा ओहोटीसह द्रव कथील चिपने झाकलेले असते आणि अवशिष्ट एअर एस्केपचे आउटलेट फक्त चार बाजूंनी अरुंद असते. जेव्हा सोल्डर पेस्टचे प्रमाण बदलले जाते, तेव्हा अवशिष्ट एअर एस्केपचे आउटलेट देखील वाढवले जाते आणि द्रव टिनमध्ये गुंडाळलेल्या हवेच्या झटपट स्फोट किंवा वाष्पशील वायू एस्केपिंग लिक्विड टिनमुळे द्रव टिन QFN आणि चिपभोवती पसरेल.
चाचणीमध्ये असे आढळून आले की स्टीलच्या जाळीच्या जाडीच्या वाढीसह, हवा किंवा वाष्पशील वायू बाहेर पडल्यामुळे होणारे बुडबुडे देखील वाढतील आणि QFN आणि चिपभोवती टिन स्प्लॅश होण्याची शक्यता देखील त्याच प्रमाणे वाढेल.
वेगवेगळ्या जाडीच्या स्टीलच्या जाळीतील छिद्रांची तुलना
3.3 वेल्डिंग पोकळी आणि स्टील जाळी उघडण्याचे क्षेत्र गुणोत्तर
100%, 90% आणि 80% च्या उघडण्याच्या दरासह मुद्रित स्टील जाळीची चाचणी घेण्यात आली आणि इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहिल्या. रिफ्लोनंतर, वेल्डेड लेयरचे पोकळी क्षेत्र मोजले गेले आणि 100% ओपनिंग रेटसह मुद्रित स्टीलच्या जाळीशी तुलना केली गेली. असे आढळून आले की आकृती 8 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे 100% आणि 90% 80% च्या ओपनिंग रेटच्या परिस्थितीत वेल्डेड लेयरच्या पोकळीमध्ये कोणताही महत्त्वपूर्ण फरक नाही.
वेगवेगळ्या स्टील जाळीच्या वेगवेगळ्या उघडण्याच्या क्षेत्राची पोकळीची तुलना
3.4 वेल्डेड पोकळी आणि मुद्रित स्टील जाळी आकार
पट्टी b आणि कलते ग्रिड c च्या सोल्डर पेस्टच्या मुद्रण आकार चाचणीसह, इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहतील. रिफ्लोनंतर, वेल्डिंग लेयरचे पोकळी क्षेत्र मोजले जाते आणि ग्रिड ए च्या मुद्रण आकाराशी तुलना केली जाते. आकृती 9 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ग्रिड, स्ट्रिप आणि कलते ग्रिडच्या परिस्थितीत वेल्डिंग लेयरच्या पोकळीमध्ये कोणतेही महत्त्वपूर्ण फरक नसल्याचे आढळून आले आहे.
स्टील जाळीच्या वेगवेगळ्या ओपनिंग मोडमधील छिद्रांची तुलना
3.5 वेल्डिंग पोकळी आणि ओहोटी वेळ
प्रदीर्घ ओहोटी वेळ (70 s, 80 s, 90 s) चाचणीनंतर, इतर परिस्थिती अपरिवर्तित राहतात, वेल्डिंग लेयरमधील भोक रिफ्लक्स नंतर मोजले गेले आणि 60 s च्या रिफ्लक्स वेळेच्या तुलनेत, असे आढळून आले की वाढीसह रिफ्लक्स वेळ, वेल्डिंग होल क्षेत्र कमी झाले, परंतु आकृती 10 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, वेळेच्या वाढीसह कपात मोठेपणा हळूहळू कमी होत गेले. हे दर्शविते की अपुऱ्या रिफ्लक्स वेळेच्या बाबतीत, ओहोटीची वेळ वाढवणे हवेच्या पूर्ण ओव्हरफ्लोसाठी अनुकूल आहे. वितळलेल्या द्रव टिनमध्ये गुंडाळले जाते, परंतु ओहोटीची वेळ विशिष्ट वेळेपर्यंत वाढल्यानंतर, द्रव टिनमध्ये गुंडाळलेली हवा पुन्हा ओव्हरफ्लो करणे कठीण होते. रिफ्लक्स वेळ वेल्डिंग पोकळी प्रभावित करणार्या घटकांपैकी एक आहे.
वेगवेगळ्या रिफ्लक्स वेळेच्या लांबीची शून्य तुलना
3.6 वेल्डिंग पोकळी आणि शिखर भट्टीचे तापमान
240 ℃ आणि 250 ℃ पीक फर्नेस तापमान चाचणी आणि इतर परिस्थिती अपरिवर्तित असताना, वेल्डेड लेयरच्या पोकळीचे क्षेत्र रिफ्लोनंतर मोजले गेले आणि 260 ℃ पीक फर्नेस तापमानाच्या तुलनेत, असे आढळून आले की वेगवेगळ्या शिखर भट्टीच्या तापमानाच्या परिस्थितीत, पोकळीचे क्षेत्रफळ कमी होते. आकृती 11 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे QFN आणि चिपचा वेल्डेड लेयर लक्षणीय बदलला नाही. हे दर्शवते की वेगवेगळ्या पीक फर्नेस तापमानाचा QFN आणि चिपच्या वेल्डिंग लेयरमधील छिद्रावर कोणताही स्पष्ट परिणाम होत नाही, जो प्रभाव पाडणारा घटक नाही.
वेगवेगळ्या शिखर तापमानांची शून्य तुलना
वरील चाचण्या सूचित करतात की क्यूएफएन आणि चिपच्या वेल्ड लेयर पोकळीवर परिणाम करणारे महत्त्वपूर्ण घटक म्हणजे रिफ्लक्स वेळ आणि स्टील जाळीची जाडी.
4 सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग पोकळी सुधारणा
वेल्डिंग पोकळी सुधारण्यासाठी 4.1DOE चाचणी
क्यूएफएन आणि चिपच्या वेल्डिंग लेयरमधील छिद्र मुख्य प्रभावकारी घटकांचे (रिफ्लक्स वेळ आणि स्टील जाळीची जाडी) इष्टतम मूल्य शोधून सुधारले गेले. सोल्डर पेस्ट SAC305 प्रकार 4 होती, स्टील जाळीचा आकार ग्रिड प्रकार (100% ओपनिंग डिग्री), भट्टीचे शिखर तापमान 260 ℃ होते आणि इतर चाचणी परिस्थिती चाचणी उपकरणांसारख्याच होत्या. DOE चाचणी आणि परिणाम तक्ता 3 मध्ये दर्शविले गेले. QFN आणि चिप वेल्डिंग छिद्रांवर स्टील जाळीची जाडी आणि रिफ्लक्स वेळेचा प्रभाव आकृती 12 मध्ये दर्शविला आहे. मुख्य प्रभाव घटकांच्या परस्परसंवाद विश्लेषणाद्वारे, 100 μm स्टील जाळीची जाडी वापरून असे आढळून आले आहे. आणि 80 s रिफ्लक्स वेळ QFN आणि चिपची वेल्डिंग पोकळी लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते. QFN च्या वेल्डिंग पोकळीचा दर कमाल 27.8% वरून 16.1% पर्यंत कमी केला आहे आणि चिपच्या वेल्डिंग पोकळीचा दर कमाल 20.5% वरून 14.5% पर्यंत कमी केला आहे.
चाचणीमध्ये, 1000 उत्पादने इष्टतम परिस्थितीत तयार केली गेली (100 μm स्टील जाळीची जाडी, 80 s रिफ्लक्स वेळ), आणि 100 QFN आणि चिपच्या वेल्डिंग पोकळीचा दर यादृच्छिकपणे मोजला गेला. QFN चा सरासरी वेल्डिंग पोकळी दर 16.4% होता आणि चिपचा सरासरी वेल्डिंग पोकळी दर 14.7% होता चिप आणि चिपच्या वेल्डिंग पोकळीचा दर स्पष्टपणे कमी झाला आहे.
4.2 नवीन प्रक्रिया वेल्डिंग पोकळी सुधारते
वास्तविक उत्पादन परिस्थिती आणि चाचणी दर्शविते की जेव्हा चिपच्या तळाशी वेल्डिंग पोकळी क्षेत्र 10% पेक्षा कमी असते, तेव्हा लीड बाँडिंग आणि मोल्डिंग दरम्यान चिप पोकळी स्थिती क्रॅकिंग 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 पोकळी क्षेत्राचा दर आणखी कमी करणे आवश्यक आहे.
सोल्डरवर झाकलेली चिप सोल्डरमधील वायू बाहेर जाण्यापासून प्रतिबंधित करत असल्याने, सोल्डर लेपित वायू काढून टाकून किंवा कमी करून चिपच्या तळाशी असलेल्या छिद्राचा दर आणखी कमी केला जातो. दोन सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंगसह रिफ्लो वेल्डिंगची नवीन प्रक्रिया स्वीकारली आहे: एक सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग, एक रिफ्लो QFN कव्हर करत नाही आणि सोल्डरमध्ये गॅस डिस्चार्ज करणारी बेअर चिप; दुय्यम सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग, पॅच आणि दुय्यम रिफ्लक्सची विशिष्ट प्रक्रिया आकृती 13 मध्ये दर्शविली आहे.
जेव्हा 75μm जाडीची सोल्डर पेस्ट प्रथमच मुद्रित केली जाते, तेव्हा चिप कव्हरशिवाय सोल्डरमधील बहुतेक वायू पृष्ठभागावरून बाहेर पडतात आणि रिफ्लक्स नंतर जाडी सुमारे 50μm असते. प्राथमिक रिफ्लक्स पूर्ण झाल्यानंतर, थंड केलेल्या सॉलिड सॉल्डरच्या पृष्ठभागावर लहान चौरस छापले जातात (सोल्डर पेस्टचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, गॅस स्पिलओव्हरचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, सोल्डर स्पॅटर कमी करण्यासाठी किंवा काढून टाकण्यासाठी) आणि सोल्डर पेस्टसह 50 μm ची जाडी (वरील चाचणी परिणाम दर्शवितात की 100 μm सर्वोत्तम आहे, म्हणून दुय्यम छपाईची जाडी 100 μm. 50 μm = 50 μm आहे), नंतर चिप स्थापित करा आणि नंतर 80 s द्वारे परत या. पहिल्या प्रिंटिंग आणि रिफ्लोनंतर सोल्डरमध्ये जवळजवळ कोणतेही छिद्र नाही आणि दुसऱ्या प्रिंटिंगमध्ये सोल्डर पेस्ट लहान आहे आणि आकृती 14 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वेल्डिंग होल लहान आहे.
सोल्डर पेस्टच्या दोन प्रिंटिंगनंतर, पोकळ रेखाचित्र
4.3 वेल्डिंग पोकळी प्रभाव पडताळणी
2000 उत्पादनांचे उत्पादन (पहिल्या प्रिंटिंग स्टीलच्या जाळीची जाडी 75 μm आहे, दुसऱ्या प्रिंटिंग स्टीलच्या जाळीची जाडी 50 μm आहे), इतर परिस्थिती अपरिवर्तित, 500 QFN चे यादृच्छिक मापन आणि चिप वेल्डिंग पोकळी दर, असे आढळले की नवीन प्रक्रिया पहिल्या रिफ्लक्स नंतर पोकळी नाही, दुसऱ्या रिफ्लक्स नंतर QFN कमाल वेल्डिंग पोकळी दर 4.8% आहे आणि चिपचा जास्तीत जास्त वेल्डिंग पोकळी दर 4.1% आहे. मूळ सिंगल-पेस्ट प्रिंटिंग वेल्डिंग प्रक्रिया आणि DOE ऑप्टिमाइझ केलेल्या प्रक्रियेच्या तुलनेत, आकृती 15 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, वेल्डिंग पोकळी लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे. सर्व उत्पादनांच्या कार्यात्मक चाचण्यांनंतर कोणतीही चिप क्रॅक आढळली नाहीत.
5 सारांश
सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रक्कम आणि रिफ्लक्स वेळेचे ऑप्टिमायझेशन वेल्डिंग पोकळीचे क्षेत्र कमी करू शकते, परंतु वेल्डिंग पोकळीचा दर अजूनही मोठा आहे. दोन सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग रिफ्लो वेल्डिंग तंत्र वापरून वेल्डिंग पोकळी दर प्रभावीपणे आणि जास्तीत जास्त वाढवू शकतो. मोठ्या प्रमाणात उत्पादनामध्ये QFN सर्किट बेअर चिपचे वेल्डिंग क्षेत्र अनुक्रमे 4.4mm x4.1mm आणि 3.0mm x2.3mm असू शकते रिफ्लो वेल्डिंगचा पोकळी दर 5% च्या खाली नियंत्रित केला जातो, ज्यामुळे रिफ्लो वेल्डिंगची गुणवत्ता आणि विश्वासार्हता सुधारते. या पेपरमधील संशोधन मोठ्या क्षेत्राच्या वेल्डिंग पृष्ठभागाच्या वेल्डिंग गुहा समस्या सुधारण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण संदर्भ प्रदान करते.
