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, 信頼性に関する液相線を超える時間とピーク温度. 4 つの異なる BGA パッケージ サイズ (からの範囲 8 に 45 mm2) ボール間のピッチサイズは0.5mmから1.27mmの範囲で選択されました. 2 つの異なる PCB 仕上げが使用されました: 無電解ニッケル浸漬金 (同意する) 有機はんだ付け性保存剤 (OSP) 銅の上に.
最大ピーク温度が 210oC と 215oC、液相線を超える時間が以下の範囲となる 4 つの異なるプロファイルが開発されました。 60 に 120 Sn-Pbペーストを使用した秒数. 鉛フリー対照用に 1 つのプロファイルが生成されました. 合計 60 ボードが組み立てられました. 一部のボードは組み立てられたままの状態で解析され、他のボードは加速された熱サイクルにさらされました。 (ATC) -40oC ～ 125oC の温度範囲で最大 3500 IPC 9701A規格に準拠したサイクル.
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….