欧州連合の RoHS 指令に基づく鉛フリー免除を選択し、錫鉛の製造を継続する企業向け (Sn-Pb) 電子製品, Sn-Pb ボールグリッドアレイの欠如に対する懸念が高まっています (BGA) コンポーネント. 多くの企業は鉛フリーの Sn-Ag-Cu の使用を余儀なくされています。 (SAC) Sn-Pb プロセスの BGA コンポーネント, 組立プロセスとはんだ接合の信頼性がまだ完全に特性化されていないもの.
Sn-Pb はんだペーストを使用して形成された SAC BGA コンポーネントのはんだ接合の信頼性を評価するために、慎重な実験調査が行われました。. この評価では、特にパッケージ サイズの影響に注目しました。, はんだボールの体積, プリント回路基板 (PCB) 表面仕上げ, time above liquidus and peak temperature on reliability. Four different BGA package sizes (ranging from 8 に 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.
Four different profiles were developed with the maximum peak temperatures of 210oC and 215oC and time above liquidus ranging from 60 に 120 seconds using Sn-Pb paste. One profile was generated for a lead-free control. A total of 60 boards were assembled. Some of the boards were subjected to an as assembled analysis while others were subjected to an accelerated thermal cycling (ATC) test in the temperature range of -40oC to 125oC for a maximum of 3500 cycles in accordance with IPC 9701A standard.
ワイブルプロットが作成され、故障解析が実行されました. 組み立てられた状態のはんだ接合部の分析により、しばらくの間、液相線を超えることが明らかになりました。 120 秒以下, BGA SAC ボール合金と Sn-Pb はんだペーストの混合度は、 100 ボールピッチが0.8mm以上のパッケージの場合はパーセント. パッケージサイズに応じて, ピークリフロー温度は、はんだ接合部の微細構造の均一性に大きな影響を与えることが観察されました.
はんだ接合の信頼性に対するリフロープロセスパラメータの影響は、ワイブルプロットに明確に現れました。. このペーパーでは、さまざまなプロファイルの影響について説明します。’ SACとSn-Pbはんだ合金の混合の程度とそれに伴う熱サイクル疲労性能の特性….