Untuk perusahaan yang memilih untuk mengambil pengecualian bebas PB di bawah Petunjuk ROHS Uni Eropa dan terus memproduksi LEAD timah (Sn-pb) produk elektronik, ada kekhawatiran yang berkembang tentang kurangnya array kisi bola SN-PB (BGA) komponen. Many companies are compelled to use the Pb-free Sn-Ag-Cu (SAC) BGA components in a Sn-Pb process, for which the assembly process and solder joint reliability have not yet been fully characterized.
A careful experimental investigation was undertaken to evaluate the reliability of solder joints of SAC BGA components formed using Sn-Pb solder paste. This evaluation specifically looked at the impact of package size, solder ball volume, papan sirkuit tercetak (PCB) surface finish, time above liquidus and peak temperature on reliability. Four different BGA package sizes (ranging from 8 untuk 45 mm2) were selected with ball-to-ball pitch size ranging from 0.5mm to 1.27mm. Two different PCB finishes were used: electroless nickel immersion gold (ENIG) and organic solderability preservative (OSP) on copper.
Empat profil berbeda dikembangkan dengan suhu puncak maksimum 210oC dan 215oC dan waktu di atas likuidus berkisar dari 60 untuk 120 detik menggunakan pasta Sn-Pb. Satu profil dibuat untuk kontrol bebas timah. Sebanyak 60 papan telah dirakit. Beberapa papan menjadi sasaran analisis rakitan sementara yang lain mengalami siklus termal yang dipercepat (ATC) pengujian pada rentang suhu -40oC hingga 125oC maksimal 3500 siklus sesuai dengan standar IPC 9701A.
Plot Weibull dibuat dan analisis kegagalan dilakukan. Analisis sambungan solder yang dirakit menunjukkan bahwa untuk sementara waktu di atas likuidus 120 detik ke bawah, tingkat pencampuran antara paduan bola BGA SAC dan pasta solder Sn-Pb kurang dari 100 persen untuk paket dengan jarak bola 0,8 mm atau lebih besar. Tergantung pada ukuran paket, suhu puncak reflow diamati memiliki dampak signifikan terhadap homogenitas mikrostruktur sambungan solder.
Pengaruh parameter proses reflow pada keandalan sambungan solder terlihat jelas di plot Weibull. Tulisan ini memberikan pembahasan mengenai dampak dari berbagai profil’ karakteristik tingkat pencampuran antara paduan solder SAC dan Sn-Pb dan kinerja kelelahan siklik termal terkait….