SMT প্রচলিত সোল্ডার পেস্ট এয়ার রিফ্লো ঢালাই গহ্বর বিশ্লেষণ এবং সমাধান (2023 এসেন্স সংস্করণ) ব্যবহার করে, আপনি এটি প্রাপ্য!
1। পরিচিতি
সার্কিট বোর্ড সমাবেশে, সোল্ডার পেস্ট প্রথমে সার্কিট বোর্ডের সোল্ডার প্যাডে প্রিন্ট করা হয় এবং তারপর বিভিন্ন ইলেকট্রনিক উপাদান লাগানো হয়।অবশেষে, রিফ্লো ফার্নেসের পরে, সোল্ডার পেস্টের টিনের পুঁতিগুলি গলে যায় এবং সমস্ত ধরণের ইলেকট্রনিক উপাদান এবং সার্কিট বোর্ডের সোল্ডার প্যাড একসাথে ঢালাই করা হয় যাতে বৈদ্যুতিক সাবমডিউলগুলির সমাবেশ উপলব্ধি করা হয়।সারফেসমাউন্টটেকনোলজি (sMT) উচ্চ-ঘনত্বের প্যাকেজিং পণ্যগুলিতে ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে, যেমন সিস্টেম লেভেল প্যাকেজ (siP), ballgridarray (BGA) ডিভাইস এবং পাওয়ার বেয়ার চিপ, বর্গাকার ফ্ল্যাট পিন-লেস প্যাকেজ (quad aatNo-লিড, QFN হিসাবে উল্লেখ করা হয়) ) যন্ত্র.
সোল্ডার পেস্ট ঢালাইয়ের প্রক্রিয়া এবং উপকরণগুলির বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, এই বৃহৎ সোল্ডার সারফেস ডিভাইসগুলির রিফ্লো ঢালাইয়ের পরে, সোল্ডার ওয়েল্ডিং এলাকায় গর্ত থাকবে, যা পণ্যটির বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য, তাপীয় বৈশিষ্ট্য এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করবে, এবং এমনকি পণ্যের ব্যর্থতার দিকেও নেতৃত্ব দেয়, অতএব, সোল্ডার পেস্ট রিফ্লো ঢালাই গহ্বর উন্নত করার জন্য একটি প্রক্রিয়া এবং প্রযুক্তিগত সমস্যা হয়ে গেছে যা অবশ্যই সমাধান করা উচিত, কিছু গবেষক বিজিএ সোল্ডার বল ঢালাই গহ্বরের কারণগুলি বিশ্লেষণ এবং অধ্যয়ন করেছেন, এবং উন্নত সমাধান প্রদান করেছেন, প্রচলিত সোল্ডার পেস্ট রিফ্লো ঢালাই প্রক্রিয়া QFN এর 10mm2 এর বেশি ওয়েল্ডিং এরিয়া বা 6 mm2 এর বেশি ওয়েল্ডিং এরিয়ার বেয়ার চিপ সল্যুশনের অভাব রয়েছে।
ঢালাই গর্ত উন্নত করতে Preformsolder ঢালাই এবং ভ্যাকুয়াম রিফ্লাক্স ফার্নেস ঢালাই ব্যবহার করুন।প্রিফেব্রিকেটেড সোল্ডার ফ্লাক্স নির্দেশ করার জন্য বিশেষ সরঞ্জাম প্রয়োজন।উদাহরণস্বরূপ, চিপটি প্রিফেব্রিকেটেড সোল্ডারে সরাসরি স্থাপন করার পরে চিপটি অফসেট এবং গুরুতরভাবে কাত হয়ে যায়।যদি ফ্লাক্স মাউন্ট চিপটি রিফ্লো হয় এবং তারপর পয়েন্ট করে, প্রক্রিয়াটি দুটি রিফ্লো দ্বারা বৃদ্ধি পায় এবং প্রিফেব্রিকেটেড সোল্ডার এবং ফ্লাক্স উপাদানের খরচ সোল্ডার পেস্টের চেয়ে অনেক বেশি।
ভ্যাকুয়াম রিফ্লাক্স সরঞ্জামগুলি আরও ব্যয়বহুল, স্বাধীন ভ্যাকুয়াম চেম্বারের ভ্যাকুয়াম ক্ষমতা খুব কম, খরচের কার্যকারিতা বেশি নয় এবং টিনের স্প্ল্যাশিং সমস্যা গুরুতর, যা উচ্চ-ঘনত্ব এবং ছোট-পিচ প্রয়োগের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ। পণ্যএই কাগজে, প্রচলিত সোল্ডার পেস্ট রিফ্লো ঢালাই প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে, ঢালাই গহ্বরের উন্নতি এবং ঢালাই গহ্বর দ্বারা সৃষ্ট বন্ধন এবং প্লাস্টিকের সিল ক্র্যাকিংয়ের সমস্যা সমাধানের জন্য একটি নতুন গৌণ রিফ্লো ঢালাই প্রক্রিয়া তৈরি এবং চালু করা হয়েছে।
2 সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং রিফ্লো ঢালাই গহ্বর এবং উত্পাদন প্রক্রিয়া
2.1 ঢালাই গহ্বর
রিফ্লো ঢালাইয়ের পরে, পণ্যটি এক্স-রে এর অধীনে পরীক্ষা করা হয়েছিল।হালকা রঙের ঢালাই অঞ্চলের গর্তগুলি ঢালাই স্তরে অপর্যাপ্ত সোল্ডারের কারণে দেখা গেছে, যেমন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে
বুদবুদ গর্ত এক্স-রে সনাক্তকরণ
2.2 ঢালাই গহ্বর গঠন প্রক্রিয়া
একটি উদাহরণ হিসাবে sAC305 সোল্ডার পেস্ট গ্রহণ করে, মূল রচনা এবং কার্যকারিতা সারণী 1 এ দেখানো হয়েছে। ফ্লাক্স এবং টিনের পুঁতিগুলি পেস্টের আকারে একসাথে বন্ধন করা হয়েছে।টিন সোল্ডার থেকে ফ্লাক্সের ওজনের অনুপাত প্রায় 9:1, এবং আয়তনের অনুপাত প্রায় 1:1।
সোল্ডার পেস্ট বিভিন্ন ইলেকট্রনিক উপাদানের সাথে মুদ্রিত এবং মাউন্ট করার পরে, সোল্ডার পেস্টটি রিফ্লাক্স ফার্নেসের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় প্রিহিটিং, অ্যাক্টিভেশন, রিফ্লাক্স এবং কুলিং এর চারটি ধাপ অতিক্রম করবে।সোল্ডার পেস্টের অবস্থাও বিভিন্ন পর্যায়ে বিভিন্ন তাপমাত্রার সাথে ভিন্ন, যেমন চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে।
রিফ্লো সোল্ডারিংয়ের প্রতিটি এলাকার জন্য প্রোফাইল রেফারেন্স
প্রিহিটিং এবং অ্যাক্টিভেশন পর্যায়ে, সোল্ডার পেস্টের ফ্লাক্সের উদ্বায়ী উপাদানগুলি উত্তপ্ত হলে গ্যাসে উদ্বায়ী হয়ে যাবে।একই সময়ে, ঢালাই স্তরের পৃষ্ঠের অক্সাইড সরানো হলে গ্যাসগুলি উত্পাদিত হবে।এই গ্যাসগুলির মধ্যে কিছু উদ্বায়ী হয়ে যাবে এবং সোল্ডার পেস্ট ছেড়ে যাবে এবং ফ্লাক্সের উদ্বায়ীকরণের কারণে সোল্ডার পুঁতিগুলি শক্তভাবে ঘনীভূত হবে।রিফ্লাক্স পর্যায়ে, সোল্ডার পেস্টের অবশিষ্ট ফ্লাক্স দ্রুত বাষ্পীভূত হবে, টিনের পুঁতিগুলি গলে যাবে, অল্প পরিমাণে ফ্লাক্স উদ্বায়ী গ্যাস এবং টিনের পুঁতির মধ্যে বেশিরভাগ বাতাস সময়মতো ছড়িয়ে পড়বে না এবং অবশিষ্টাংশ গলিত টিন এবং গলিত টিনের উত্তেজনার অধীনে হ্যামবার্গার স্যান্ডউইচ কাঠামো এবং সার্কিট বোর্ড সোল্ডার প্যাড এবং ইলেকট্রনিক উপাদান দ্বারা ধরা পড়ে এবং তরল টিনে আবৃত গ্যাস শুধুমাত্র ঊর্ধ্বমুখী উচ্ছ্বাসের দ্বারা পালানো কঠিন। উপরের গলে যাওয়ার সময় খুব বেশি সংক্ষিপ্তযখন গলিত টিন ঠান্ডা হয়ে শক্ত টিনে পরিণত হয়, তখন ঢালাই স্তরে ছিদ্র দেখা যায় এবং সোল্ডার গর্ত তৈরি হয়, যেমনটি চিত্র 3 এ দেখানো হয়েছে।
সোল্ডার পেস্ট রিফ্লো ওয়েল্ডিং দ্বারা উত্পন্ন শূন্যতার পরিকল্পিত চিত্র
ঢালাই গহ্বরের মূল কারণ হল সোল্ডার পেস্টে মোড়ানো বাতাস বা উদ্বায়ী গ্যাস গলে যাওয়ার পরে সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশন হয় না।প্রভাবিতকারী কারণগুলির মধ্যে রয়েছে সোল্ডার পেস্ট উপাদান, সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং আকৃতি, সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং পরিমাণ, রিফ্লাক্স তাপমাত্রা, রিফ্লাক্স সময়, ঢালাই আকার, গঠন এবং আরও অনেক কিছু।
3. সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং রিফ্লো ঢালাই গর্তের প্রভাবের কারণগুলির যাচাইকরণ
QFN এবং বেয়ার চিপ পরীক্ষাগুলি রিফ্লো ওয়েল্ডিং শূন্যতার মূল কারণগুলি নিশ্চিত করতে এবং সোল্ডার পেস্ট দ্বারা মুদ্রিত রিফ্লো ওয়েল্ডিং শূন্যতাগুলিকে উন্নত করার উপায়গুলি সন্ধান করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।QFN এবং বেয়ার চিপ সোল্ডার পেস্ট রিফ্লো ওয়েল্ডিং প্রোডাক্ট প্রোফাইল চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে, QFN ঢালাই পৃষ্ঠের আকার 4.4mmx4.1mm, ঢালাই পৃষ্ঠ টিন করা স্তর (100% বিশুদ্ধ টিন);বেয়ার চিপের ওয়েল্ডিং সাইজ হল 3.0mmx2.3mm, ওয়েল্ডিং লেয়ারটি স্পুটারড নিকেল-ভ্যানেডিয়াম বাইমেটালিক লেয়ার এবং পৃষ্ঠের স্তরটি ভ্যানাডিয়াম।সাবস্ট্রেটের ওয়েল্ডিং প্যাড ছিল ইলেক্ট্রোলেস নিকেল-প্যালাডিয়াম গোল্ড-ডিপিং, এবং পুরুত্ব ছিল 0.4μm/0.06μm/0.04μm।SAC305 সোল্ডার পেস্ট ব্যবহার করা হয়, সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং সরঞ্জাম হল DEK Horizon APix, রিফ্লাক্স ফার্নেস সরঞ্জাম হল BTUPyramax150N, এবং এক্স-রে সরঞ্জাম হল DAGExD7500VR৷
QFN এবং বেয়ার চিপ ঢালাই অঙ্কন
পরীক্ষার ফলাফলের তুলনা করার সুবিধার্থে, সারণি 2-এর শর্তে রিফ্লো ওয়েল্ডিং করা হয়েছিল।
রিফ্লো ঢালাই অবস্থার টেবিল
সারফেস মাউন্টিং এবং রিফ্লো ওয়েল্ডিং সম্পন্ন হওয়ার পরে, ঢালাই স্তরটি এক্স-রে দ্বারা সনাক্ত করা হয়েছিল, এবং এটি পাওয়া গেছে যে QFN এবং বেয়ার চিপের নীচে ওয়েল্ডিং স্তরে বড় গর্ত রয়েছে, যেমন চিত্র 5 এ দেখানো হয়েছে।
QFN এবং চিপ হলোগ্রাম (এক্স-রে)
যেহেতু টিনের পুঁতির আকার, ইস্পাত জালের বেধ, খোলার জায়গার হার, ইস্পাত জালের আকৃতি, রিফ্লাক্স সময় এবং চুল্লির শিখর তাপমাত্রা সবই রিফ্লো ওয়েল্ডিং শূন্যতাকে প্রভাবিত করবে, তাই অনেকগুলি প্রভাবিতকারী কারণ রয়েছে, যা সরাসরি DOE পরীক্ষার দ্বারা যাচাই করা হবে, এবং পরীক্ষামূলক সংখ্যা। দলগুলি খুব বড় হবে।পারস্পরিক সম্পর্ক তুলনা পরীক্ষার মাধ্যমে দ্রুত স্ক্রীন করা এবং প্রধান প্রভাবক কারণগুলি নির্ধারণ করা প্রয়োজন, এবং তারপরে DOE-এর মাধ্যমে প্রধান প্রভাবক কারণগুলিকে আরও অপ্টিমাইজ করা।
3.1 সোল্ডার হোল এবং সোল্ডার পেস্ট টিনের পুঁতির মাত্রা
টাইপ3 (পুঁতির আকার 25-45 μm) SAC305 সোল্ডার পেস্ট পরীক্ষার সাথে, অন্যান্য শর্ত অপরিবর্তিত থাকে।রিফ্লো করার পরে, সোল্ডার লেয়ারের গর্তগুলি পরিমাপ করা হয় এবং টাইপ4 সোল্ডার পেস্টের সাথে তুলনা করা হয়।এটি পাওয়া গেছে যে সোল্ডার লেয়ারের ছিদ্রগুলি দুটি ধরণের সোল্ডার পেস্টের মধ্যে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা নয়, এটি নির্দেশ করে যে বিভিন্ন পুঁতির আকারের সোল্ডার পেস্টের সোল্ডার স্তরের গর্তগুলিতে কোনও সুস্পষ্ট প্রভাব নেই, যা একটি প্রভাবিতকারী ফ্যাক্টর নয়, FIG এ দেখানো হয়েছে।6 দেখানো হয়েছে.
বিভিন্ন কণা আকারের সাথে ধাতব টিনের গুঁড়া গর্তের তুলনা
3.2 ঢালাই গহ্বর এবং মুদ্রিত ইস্পাত জাল পুরুত্ব
পুনঃপ্রবাহের পরে, ঢালাই স্তরের গহ্বর এলাকাটি 50 μm, 100 μm এবং 125 μm পুরুত্ব সহ মুদ্রিত ইস্পাত জাল দিয়ে পরিমাপ করা হয়েছিল এবং অন্যান্য শর্তগুলি অপরিবর্তিত ছিল।এটি পাওয়া গেছে যে QFN-এ স্টিলের জালের (সোল্ডার পেস্ট) বিভিন্ন পুরুত্বের প্রভাবকে 75 μm বেধের সাথে মুদ্রিত স্টিলের জালের সাথে তুলনা করা হয়েছিল।একটি নির্দিষ্ট বেধে (100μm) পৌঁছানোর পরে, গহ্বরের ক্ষেত্রটি বিপরীত হবে এবং ইস্পাত জালের পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে বাড়তে শুরু করবে, যেমন চিত্র 7 এ দেখানো হয়েছে।
এটি দেখায় যে যখন সোল্ডার পেস্টের পরিমাণ বাড়ানো হয়, তখন রিফ্লাক্স সহ তরল টিন চিপ দ্বারা আচ্ছাদিত হয় এবং অবশিষ্ট এয়ার এস্কেপের আউটলেট কেবল চার দিকে সংকীর্ণ থাকে।যখন সোল্ডার পেস্টের পরিমাণ পরিবর্তন করা হয়, তখন অবশিষ্ট এয়ার এস্কেপ এর আউটলেটও বৃদ্ধি পায় এবং তরল টিনে আবৃত বাতাসের তাত্ক্ষণিক বিস্ফোরণ বা উদ্বায়ী গ্যাস এস্কেপিং লিকুইড টিনে তরল টিন QFN এবং চিপের চারপাশে ছড়িয়ে পড়ে।
পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ইস্পাত জালের পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ু বা উদ্বায়ী গ্যাসের পালানোর কারণে সৃষ্ট বুদবুদ বিস্ফোরণও বৃদ্ধি পাবে এবং QFN এবং চিপের চারপাশে টিনের স্প্ল্যাশিং হওয়ার সম্ভাবনাও একইভাবে বৃদ্ধি পাবে।
বিভিন্ন বেধের ইস্পাত জালের গর্তের তুলনা
3.3 ঢালাই গহ্বর এবং ইস্পাত জাল খোলার ক্ষেত্রের অনুপাত
100%, 90% এবং 80% খোলার হার সহ মুদ্রিত ইস্পাত জাল পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং অন্যান্য শর্ত অপরিবর্তিত ছিল।রিফ্লো করার পরে, ঢালাই স্তরের গহ্বর এলাকা পরিমাপ করা হয়েছিল এবং মুদ্রিত ইস্পাত জালের সাথে 100% খোলার হারের সাথে তুলনা করা হয়েছিল।এটি পাওয়া গেছে যে 100% এবং 90% 80% খোলার হারের শর্তে ঢালাই স্তরের গহ্বরে কোন উল্লেখযোগ্য পার্থক্য নেই, যেমন চিত্র 8 এ দেখানো হয়েছে।
বিভিন্ন ইস্পাত জালের বিভিন্ন খোলার এলাকার গহ্বরের তুলনা
3.4 ঢালাই গহ্বর এবং মুদ্রিত ইস্পাত জাল আকৃতি
স্ট্রিপ b এর সোল্ডার পেস্টের প্রিন্টিং শেপ টেস্ট এবং ইনলাইন্ড গ্রিড c সহ, অন্যান্য শর্ত অপরিবর্তিত থাকে।রিফ্লো করার পরে, ঢালাই স্তরের গহ্বর এলাকা পরিমাপ করা হয় এবং গ্রিড a এর মুদ্রণ আকারের সাথে তুলনা করা হয়।এটি পাওয়া গেছে যে গ্রিড, স্ট্রিপ এবং ইনলাইন্ড গ্রিডের অবস্থার অধীনে ঢালাই স্তরের গহ্বরের মধ্যে কোন উল্লেখযোগ্য পার্থক্য নেই, যেমন চিত্র 9 এ দেখানো হয়েছে।
ইস্পাত জালের বিভিন্ন খোলার মোডের গর্তের তুলনা
3.5 ঢালাই গহ্বর এবং রিফ্লাক্স সময়
দীর্ঘায়িত রিফ্লাক্স সময় (70 s, 80 s, 90 s) পরীক্ষার পরে, অন্যান্য অবস্থা অপরিবর্তিত থাকে, ঢালাই স্তরের গর্তটি রিফ্লাক্সের পরে পরিমাপ করা হয়েছিল এবং 60 সেকেন্ডের রিফ্লাক্স সময়ের সাথে তুলনা করা হয়েছিল, এটি পাওয়া গেছে যে বৃদ্ধির সাথে রিফ্লাক্স টাইম, ওয়েল্ডিং হোল এরিয়া কমেছে, কিন্তু সময় বাড়ার সাথে সাথে হ্রাসের প্রশস্ততা ধীরে ধীরে কমেছে, যেমনটি চিত্র 10 এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখায় যে অপর্যাপ্ত রিফ্লাক্স সময়ের ক্ষেত্রে, রিফ্লাক্স টাইম বাড়ানো বাতাসের সম্পূর্ণ ওভারফ্লোতে সহায়ক। গলিত তরল টিনে আবৃত, কিন্তু রিফ্লাক্স সময় একটি নির্দিষ্ট সময়ে বৃদ্ধির পরে, তরল টিনে আবৃত বায়ু আবার উপচে পড়া কঠিন।রিফ্লাক্স টাইম হল ঢালাই গহ্বরকে প্রভাবিত করার অন্যতম কারণ।
বিভিন্ন রিফ্লাক্স সময়ের দৈর্ঘ্যের অকার্যকর তুলনা
3.6 ঢালাই গহ্বর এবং শিখর চুল্লি তাপমাত্রা
240 ℃ এবং 250 ℃ পিক ফার্নেস তাপমাত্রা পরীক্ষা এবং অপরিবর্তিত অন্যান্য অবস্থার সাথে, ঢালাই স্তরের গহ্বর এলাকাটি রিফ্লো করার পরে পরিমাপ করা হয়েছিল, এবং 260 ℃ পিক ফার্নেস তাপমাত্রার সাথে তুলনা করা হয়েছিল, এটি পাওয়া গেছে যে বিভিন্ন পিক ফার্নেস তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে, গহ্বর QFN এবং চিপের ঢালাই করা স্তর উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়নি, যেমন চিত্র 11-এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখায় যে বিভিন্ন পিক ফার্নেস তাপমাত্রা QFN এবং চিপের ঢালাই স্তরের গর্তের উপর কোন সুস্পষ্ট প্রভাব ফেলে না, যা একটি প্রভাবক ফ্যাক্টর নয়।
বিভিন্ন সর্বোচ্চ তাপমাত্রার অকার্যকর তুলনা
উপরের পরীক্ষাগুলি নির্দেশ করে যে QFN এবং চিপের ওয়েল্ড লেয়ার গহ্বরকে প্রভাবিত করার উল্লেখযোগ্য কারণগুলি হল রিফ্লাক্স টাইম এবং ইস্পাত জালের বেধ।
4 সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং রিফ্লো ঢালাই গহ্বর উন্নতি
ঢালাই গহ্বর উন্নত করতে 4.1DOE পরীক্ষা
QFN এবং চিপের ঢালাই স্তরের গর্তটি প্রধান প্রভাবক কারণগুলির সর্বোত্তম মান (রিফ্লাক্স সময় এবং ইস্পাত জালের বেধ) খুঁজে বের করে উন্নত করা হয়েছিল।সোল্ডার পেস্ট ছিল SAC305 type4, স্টিলের জালের আকৃতি ছিল গ্রিড টাইপ (100% খোলার ডিগ্রি), চুল্লির সর্বোচ্চ তাপমাত্রা ছিল 260 ℃, এবং অন্যান্য পরীক্ষার শর্তগুলি পরীক্ষার সরঞ্জামগুলির মতোই ছিল৷DOE পরীক্ষা এবং ফলাফলগুলি সারণি 3-এ দেখানো হয়েছে। QFN এবং চিপ ওয়েল্ডিং হোলের উপর ইস্পাত জালের পুরুত্ব এবং রিফ্লাক্স সময়ের প্রভাব চিত্র 12-এ দেখানো হয়েছে। প্রধান প্রভাবক কারণগুলির মিথস্ক্রিয়া বিশ্লেষণের মাধ্যমে, এটি পাওয়া যায় যে 100 μm ইস্পাত জাল পুরুত্ব ব্যবহার করে এবং 80 সেকেন্ড রিফ্লাক্স টাইম উল্লেখযোগ্যভাবে QFN এবং চিপের ঢালাই গহ্বর কমাতে পারে।QFN এর ঢালাই গহ্বরের হার সর্বাধিক 27.8% থেকে 16.1% এ হ্রাস করা হয়েছে এবং চিপের ঢালাই গহ্বরের হার সর্বাধিক 20.5% থেকে 14.5% এ হ্রাস করা হয়েছে।
পরীক্ষায়, 1000টি পণ্য সর্বোত্তম অবস্থার অধীনে উত্পাদিত হয়েছিল (100 μm ইস্পাত জালের বেধ, 80 s রিফ্লাক্স সময়), এবং 100 QFN এবং চিপের ঢালাই গহ্বরের হার এলোমেলোভাবে পরিমাপ করা হয়েছিল।QFN এর গড় ঢালাই গহ্বরের হার ছিল 16.4%, এবং চিপের গড় ঢালাই গহ্বরের হার ছিল 14.7% চিপ এবং চিপের ঢালাই গহ্বরের হার স্পষ্টতই হ্রাস পেয়েছে।
4.2 নতুন প্রক্রিয়া ঢালাই গহ্বর উন্নত
প্রকৃত উৎপাদন পরিস্থিতি এবং পরীক্ষা দেখায় যে যখন চিপের নীচে ঢালাই গহ্বরের এলাকা 10% এর কম হয়, তখন সীসা বন্ধন এবং ছাঁচনির্মাণের সময় চিপের গহ্বরের অবস্থান ক্র্যাকিং সমস্যা ঘটবে না।DOE দ্বারা অপ্টিমাইজ করা প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি প্রচলিত সোল্ডার পেস্ট রিফ্লো ওয়েল্ডিংয়ের গর্তগুলি বিশ্লেষণ এবং সমাধানের প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পারে না এবং চিপের ঢালাই গহ্বর এলাকার হার আরও কমাতে হবে।
যেহেতু সোল্ডারে আবৃত চিপটি সোল্ডারে থাকা গ্যাসকে পালাতে বাধা দেয়, তাই সোল্ডার প্রলিপ্ত গ্যাস নির্মূল বা হ্রাস করে চিপের নীচের গর্তের হার আরও হ্রাস করা হয়।দুটি সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং সহ রিফ্লো ঢালাইয়ের একটি নতুন প্রক্রিয়া গ্রহণ করা হয়েছে: একটি সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং, একটি রিফ্লো কিউএফএন কভার করে না এবং বেয়ার চিপ সোল্ডারে গ্যাস নিঃসরণ করে;সেকেন্ডারি সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং, প্যাচ এবং সেকেন্ডারি রিফ্লাক্সের নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া চিত্র 13 এ দেখানো হয়েছে।
যখন 75μm পুরু সোল্ডার পেস্ট প্রথমবার প্রিন্ট করা হয়, তখন চিপ কভার ছাড়া সোল্ডারের বেশিরভাগ গ্যাস পৃষ্ঠ থেকে পালিয়ে যায় এবং রিফ্লাক্সের পরে বেধ প্রায় 50μm হয়।প্রাইমারি রিফ্লাক্স শেষ হওয়ার পর, কুলড সলিফাইড সোল্ডারের উপরিভাগে ছোট বর্গক্ষেত্র প্রিন্ট করা হয় (সোল্ডার পেস্টের পরিমাণ কমাতে, গ্যাস স্পিলওভারের পরিমাণ কমাতে, সোল্ডার স্প্যাটার কমাতে বা দূর করতে) এবং সোল্ডার পেস্ট দিয়ে 50 μm পুরুত্ব (উপরের পরীক্ষার ফলাফলগুলি দেখায় যে 100 μm সর্বোত্তম, তাই সেকেন্ডারি প্রিন্টিংয়ের পুরুত্ব হল 100 μm. 50 μm = 50 μm), তারপর চিপটি ইনস্টল করুন এবং তারপরে 80 সেকেন্ডের মাধ্যমে ফিরে আসুন।প্রথম মুদ্রণ এবং রিফ্লো করার পরে সোল্ডারে প্রায় কোনও ছিদ্র নেই, এবং দ্বিতীয় মুদ্রণে সোল্ডার পেস্টটি ছোট, এবং ঢালাইয়ের গর্তটি ছোট, যেমন চিত্র 14 এ দেখানো হয়েছে।
সোল্ডার পেস্ট দুটি প্রিন্টিং পরে, ঠালা অঙ্কন
4.3 ঢালাই গহ্বর প্রভাব যাচাই
2000টি পণ্যের উৎপাদন (প্রথম প্রিন্টিং স্টিলের জালের বেধ 75 μm, দ্বিতীয় প্রিন্টিং স্টিলের জালের বেধ 50 μm), অন্যান্য শর্ত অপরিবর্তিত, 500 QFN এর র্যান্ডম পরিমাপ এবং চিপ ওয়েল্ডিং গহ্বরের হার, পাওয়া গেছে যে নতুন প্রক্রিয়া প্রথম রিফ্লাক্সের পরে কোন গহ্বর নেই, দ্বিতীয় রিফ্লাক্সের পরে QFN সর্বাধিক ঢালাই গহ্বরের হার 4.8%, এবং চিপের সর্বাধিক ঢালাই গহ্বরের হার 4.1%।মূল একক-পেস্ট প্রিন্টিং ঢালাই প্রক্রিয়া এবং DOE অপ্টিমাইজ করা প্রক্রিয়ার সাথে তুলনা করে, ঢালাই গহ্বর উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, যেমন চিত্র 15-এ দেখানো হয়েছে। সমস্ত পণ্যের কার্যকরী পরীক্ষার পরে কোনও চিপ ফাটল পাওয়া যায়নি।
5 সারাংশ
সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং পরিমাণ এবং রিফ্লাক্স সময়ের অপ্টিমাইজেশন ঢালাই গহ্বর এলাকা কমাতে পারে, কিন্তু ঢালাই গহ্বর হার এখনও বড়।দুটি সোল্ডার পেস্ট প্রিন্টিং রিফ্লো ঢালাই কৌশল ব্যবহার করে কার্যকরভাবে এবং ঢালাই গহ্বরের হার সর্বাধিক করতে পারে।QFN সার্কিট বেয়ার চিপের ওয়েল্ডিং এরিয়া হতে পারে যথাক্রমে 4.4mm x4.1mm এবং 3.0mm x2.3mm ব্যাপক উৎপাদনে রিফ্লো ওয়েল্ডিংয়ের ক্যাভিটি রেট 5% এর নিচে নিয়ন্ত্রিত হয়, যা রিফ্লো ওয়েল্ডিংয়ের গুণমান এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে।এই গবেষণাপত্রের গবেষণা বৃহৎ এলাকা ঢালাই পৃষ্ঠের ঢালাই গহ্বর সমস্যা উন্নত করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ রেফারেন্স প্রদান করে।