Для компаний, которые решили воспользоваться освобождением от использования свинца в соответствии с Директивой RoHS Европейского Союза и продолжают производить оловянно-свинцовый продукт. (Sn-Pb) электронные продукты, растет беспокойство по поводу отсутствия массива шариковых решеток Sn-Pb. (БГА) компоненты. Многие компании вынуждены использовать бессвинцовый сплав Sn-Ag-Cu. (САК) Компоненты BGA в процессе Sn-Pb, для которых процесс сборки и надежность паяного соединения еще не полностью охарактеризованы.
Было проведено тщательное экспериментальное исследование для оценки надежности паяных соединений компонентов SAC BGA, выполненных с использованием паяльной пасты Sn-Pb.. В этой оценке особое внимание уделялось влиянию размера упаковки., объем шарика припоя, печатная плата (печатная плата) обработка поверхности, время выше ликвидуса и пиковой температуры на надежность. Четыре разных размера корпуса BGA (начиная от 8 к 45 мм2) 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 к 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.
Weibull plots were created and failure analysis performed. Analysis of as-assembled solder joints revealed that for a time above liquidus of 120 секунды и ниже, степень смешивания шарикового сплава BGA SAC и паяльной пасты Sn-Pb была менее 100 процентов для упаковок с шагом шарика 0,8 мм и более. В зависимости от размера упаковки, Было замечено, что пиковая температура оплавления оказывает значительное влияние на микроструктурную однородность паяного соединения..
Влияние параметров процесса оплавления на надежность паяного соединения наглядно проявилось на графиках Вейбулла.. В данной статье обсуждается влияние различных профилей’ характеристики степени смешивания SAC и припоев Sn-Pb и связанные с этим характеристики термоциклической усталости.….