Chì miễn phí Reflow Hàn thử nghiệm cho bảng mạch
1. Thử nghiệm đầu tiên và thử nghiệm hàn (1) cấu trúc PCB và reflow Đầu tiên, sử dụng cao Tg và Dicy cứng FR-4 hội đồng quản trị để làm cho 22 lớp và 24 lớp hai loại cao đa lớp hội đồng quản trị. Và sử dụng hai loại lò hàn hồi lưu để hàn lại tấm trống, 6-9 lần hàn hồi lưu mô phỏng dưới hai đường cong hồi lưu hình chữ L. Bây giờ cả hai loại tấm và đường cong hồi lưu của chúng được giải thích như sau (trên thực tế, các tác giả cho rằng đường cong hồi lưu này mà không có yên hấp thụ nhiệt không phù hợp với các tấm đa lớp nói chung và ít có khả năng được sử dụng cho các tấm đa lớp dày hơn):
Tốc độ làm mát là 0,81 ° C/giây, đây là một phương pháp khá chậm.
(2) Phân tích microslice thực hiện phân tích lỗi khu vực nổ sau nhiều lần hồi lưu và nhiều lần nổ. Đây là kết quả của các lát cắt khác.
(3) Thảo luận về một số logic đại diện có thể được nhìn thấy sau dòng chảy đầu tiên được mô tả ở trên:
Nếu đường cong trở lại nóng lên quá nhanh, nó có thể dễ dàng làm cho tấm phát nổ. Không rõ liệu nhiệt độ giảm quá nhanh có liên quan đến các tấm nổ hay không. Các tác giả cho rằng đường cong reflow được sử dụng bởi các công ty bảng mạch nói trên thực tế không phù hợp. Đường cong thẳng lên xuống này, không có sự hấp thụ nhiệt yên ngựa, chỉ phù hợp với hàn ngược của các tấm kết thúc thấp và các bộ phận đơn giản. Nhiều lớp phức tạp phải được trang bị yên ngựa, hoặc đường cong phần hấp thụ nhiệt của yên ngựa dài, để khi nhiệt độ đồng đều bên trong và bên ngoài tấm, nhiệt độ đỉnh có thể nhanh chóng được tăng lên để hoàn thành hàn.
Chỉ có 40% tấm chưa nổ trong lần hàn đầu tiên được hàn và tất cả đều thất bại sau lần chảy ngược thứ hai.
Thứ hai là hiệu suất của tấm cơ thể thông qua đường cong hồi lưu 1. Trong đó, đường cong hồi lưu của bảng B 1 có hiệu suất tốt nhất.
Mặc dù tỷ lệ sống sót sau 5 lần tái phát là 67%, nhưng lần thứ 6 đều thất bại.
Các lỗ xốp và dày đặc ở đáy bụng của BGA dễ dàng tích tụ nhiệt và nổ tung.
Những người đã thực hiện quy trình phun thiếc không chì có nhiều khả năng bị vỡ. Ví dụ, diện tích đồng lớn trong lớp bên trong dễ bị vỡ.
Mặc dù các tấm được sử dụng trong thử nghiệm này là tất cả các tấm Tg cao cứng Dicy, tham khảo nhiều bằng chứng khác; Nếu một bảng cứng Dicy được sử dụng, nó không nổ tốt như một bảng cứng PN ngay cả khi nó được thực hiện tốt. Ít hơn.
2. Các tấm trong thử nghiệm thứ hai và thử nghiệm hàn đã được kết hợp với các tấm khác nhau với Dicy và PN hardener. Như bạn có thể thấy từ kết quả thử nghiệm này, loại PN thực sự có khả năng chịu nhiệt tốt hơn Dicy. Đồng thời, có thể thấy rằng các yếu tố ảnh hưởng đến hàn không chì và gây ra sự bùng nổ của bảng mạch vẫn còn: quá trình ép, nướng sau khi ép, hấp thụ nước của lớp bên trong, hấp thụ nước của bảng mạch thành phẩm và trùng hợp nhựa.
Trong quá trình sản xuất bảng mạch, bảng A sử dụng Dicy Hardening và PN Hardening tương ứng. Trong khi hai quá trình ép khác nhau cũng đã được chọn, nó đã được tìm thấy có tác động nhỏ đến kết quả. Ngược lại, nướng tấm trống trước khi hàn có ảnh hưởng trực tiếp đến sự bùng nổ của tấm. Điều kiện nướng là 125 ° C trong 24 giờ. Bây giờ tỷ lệ sống sót của tấm và hàn hồi lưu không chì đã được giải quyết.
(1) Thảo luận. Đối với FR-4 cứng Dicy, hiện tượng nứt gần như toàn bộ tấm bị nứt cùng một lúc, trong khi đối với PN cứng, nứt cục bộ chỉ xảy ra ở vùng xốp ở đáy bụng.
. Chất làm cứng xúc xắc sẽ nổ tung sau hai lần chảy ngược cho dù nó có được nướng hay không trước khi chảy ngược. Tuy nhiên, những vật liệu được làm cứng và nướng bằng PN trước khi hàn có thể tồn tại đến 50% sau bốn lần chảy ngược.
Điều này cho thấy Dicy dễ dàng hấp thụ nước do tính cực cao của nó và do đó không dễ dàng vượt qua thử nghiệm căng thẳng nhiệt. PN có độ phân cực nhỏ, hấp thụ nước cực thấp và bổ sung hơn 20% (theo trọng lượng). Trên thực tế, tính chất tuyến tính của nhựa epoxy đã thay đổi rất nhiều, nó có sức mạnh cấu trúc ba chiều của nhựa phenolic và do đó mạnh mẽ. Nó không còn dễ vỡ nữa.
3. Thử nghiệm thứ ba và thử nghiệm hàn (1) chuẩn bị thử nghiệm Trong thử nghiệm thứ ba, tất cả các tấm được thay đổi thành loại cứng, quá trình PCB đã được cải thiện đặc biệt. Để có được tỷ lệ hồi lưu không chì tốt hơn, hãy cố tình nướng tất cả các tấm bên trong đã hoàn thành trong 3 giờ ở 110 độ C và nướng các tấm bên ngoài ở 150 độ C trong 4 giờ sau khi loại bỏ cặn. Đối với xử lý bề mặt, 22 lớp tám tấm là mạ điện niken vàng thay vì ENIG. Tổng cộng có 6 lô 15 tấm đã được sản xuất lần này, với 6 tấm được cố tình đặt ở 125 ° C trong 24 giờ nữa trước khi quay trở lại. 6 tấm khác cố tình không nướng trước khi chảy ngược để so sánh hiệu quả. Ngoài ra, hai tấm được lấy từ mỗi đợt riêng biệt: kiểm tra ứng suất nhiệt cho thiếc tẩy trắng, đo Tg, kiểm tra T260/T288 và hồi lưu mô phỏng đường cong 2. Trong thử nghiệm này, người ta phát hiện ra rằng hai loại tấm cứng PN, được nướng trước khi hàn và không được nướng, dường như không bị nổ sau 12 lần phản hồi mô phỏng.
(2) Kết quả thảo luận bây giờ đối chiếu kết quả kiểm tra của sáu lô hội đồng quản trị nói trên như sau: Đối với sáu lô PN cứng hội đồng quản trị, nó có thể vượt qua 12 lần analog reflow cho dù nó đã được nướng hai lần trong quá trình PCB. Có ba phương pháp để kiểm tra ΔT của Tg1 và Tg2 trước khi quay trở lại. Trong khi vẫn có sự khác biệt 1-8 độ C được tìm thấy trong ΔT, nó đã trở nên nhỏ hơn nhiều sau 12 dòng chảy ngược. Điều này có nghĩa là nhựa ban đầu được làm cứng rất tốt và mức độ cứng có liên quan trực tiếp đến quá trình ép và nướng sau khi ép.
Bởi vì Tg2 vẫn cao hơn Tg1, điều đó có nghĩa là nhựa trong bảng vẫn chưa có dấu hiệu nứt.
Thử nghiệm T288, được thực hiện sau 12 lần hồi lưu, đã phát hiện ra rằng dữ liệu thu được không thấp hơn so với số liệu trước khi hàn, cũng có thể được hiểu là bằng chứng cho thấy nhựa chưa bị nứt.
Sau ba đến sáu lần tẩy thiếc, tất cả đều vượt qua bài kiểm tra mà không bị phồng rộp hoặc nổ. Mặc dù cũng có các lỗ nổi trên các lát cắt do không phù hợp với CTE và sự co lại thể tích của nhựa (không quá 20% chiều dài lỗ), đây là những hiện tượng không thể tránh khỏi do nhiệt độ mạnh. Chúng thường có thể được coi là những khiếm khuyết nhỏ có thể chấp nhận được miễn là không có vết nứt nhỏ trong các lát tấm.