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. Banyak perusahaan terpaksa menggunakan Sn-Ag-Cu yang bebas Pb (KANTUNG) Komponen BGA dalam proses Sn-Pb, yang proses perakitan dan keandalan sambungan soldernya belum sepenuhnya diketahui.
Investigasi eksperimental yang cermat dilakukan untuk mengevaluasi keandalan sambungan solder komponen SAC BGA yang dibentuk menggunakan pasta solder Sn-Pb. Evaluasi ini secara khusus melihat dampak ukuran paket, volume bola solder, papan sirkuit tercetak (PCB) permukaan akhir, waktu di atas likuidus dan suhu puncak pada keandalan. Empat ukuran paket BGA yang berbeda (mulai dari 8 untuk 45 mm2) dipilih dengan ukuran lemparan bola ke bola mulai dari 0,5 mm hingga 1,27 mm. Dua penyelesaian PCB berbeda digunakan: emas perendaman nikel tanpa listrik (SETUJU) dan pengawet kemampuan solder organik (OSP) pada tembaga.
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….