Dành cho các công ty chọn áp dụng miễn trừ Pb theo Chỉ thị RoHS của Liên minh Châu Âu và tiếp tục sản xuất thiếc-chì (Sn-Pb) sản phẩm điện tử, mối lo ngại ngày càng tăng về việc thiếu mảng lưới bóng Sn-Pb (BGA) thành phần. Nhiều công ty buộc phải sử dụng Sn-Ag-Cu không chứa Pb (SẮC) Các thành phần BGA trong quy trình Sn-Pb, mà quy trình lắp ráp và độ tin cậy của mối hàn chưa được mô tả đầy đủ.
Một cuộc điều tra thử nghiệm cẩn thận đã được thực hiện để đánh giá độ tin cậy của các mối hàn của các thành phần SAC BGA được hình thành bằng cách sử dụng kem hàn Sn-Pb. Đánh giá này đặc biệt xem xét tác động của kích thước gói, khối lượng bóng hàn, bảng mạch in (PCB) bề mặt hoàn thiện, time above liquidus and peak temperature on reliability. Four different BGA package sizes (ranging from 8 ĐẾN 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 ĐẾN 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.
Các sơ đồ Weibull đã được tạo và thực hiện phân tích lỗi. Phân tích các mối hàn được lắp ráp cho thấy rằng trong một thời gian trên chất lỏng 120 giây trở xuống, mức độ trộn lẫn giữa hợp kim bi BGA SAC và kem hàn Sn-Pb nhỏ hơn 100 phần trăm đối với gói hàng có bước bóng từ 0,8mm trở lên. Tùy thuộc vào kích thước gói, nhiệt độ nóng chảy lại cao nhất được quan sát thấy có tác động đáng kể đến tính đồng nhất về cấu trúc vi mô của mối hàn.
Ảnh hưởng của các tham số quá trình hàn lại đến độ tin cậy của mối hàn được thể hiện rõ ràng trong đồ thị Weibull. Bài viết này cung cấp một cuộc thảo luận về tác động của các hồ sơ khác nhau’ đặc điểm về mức độ trộn lẫn giữa hợp kim hàn SAC và Sn-Pb và hiệu suất mỏi theo chu kỳ nhiệt liên quan….