SMT సంప్రదాయ సోల్డర్ పేస్ట్ ఎయిర్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ కేవిటీ అనాలిసిస్ మరియు సొల్యూషన్ (2023 ఎసెన్స్ ఎడిషన్) ఉపయోగిస్తుంది, మీరు దీనికి అర్హులు!
1 పరిచయం
సర్క్యూట్ బోర్డ్ అసెంబ్లీలో, ముందుగా సర్క్యూట్ బోర్డ్ టంకము ప్యాడ్‌లో టంకము పేస్ట్ ముద్రించబడుతుంది, ఆపై వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు అతికించబడతాయి. చివరగా, రిఫ్లో ఫర్నేస్ తర్వాత, టంకము పేస్ట్‌లోని టిన్ పూసలు కరిగించబడతాయి మరియు అన్ని రకాల ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు మరియు సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క టంకము ప్యాడ్ కలిసి ఎలక్ట్రికల్ సబ్‌మాడ్యూల్స్ యొక్క అసెంబ్లీని గ్రహించడానికి వెల్డింగ్ చేయబడతాయి. సర్ఫేస్‌మౌంట్‌టెక్నాలజీ (sMT) అనేది సిస్టమ్ స్థాయి ప్యాకేజీ (siP), బాల్‌గ్రిడారే (BGA) పరికరాలు మరియు పవర్ బేర్ చిప్, స్క్వేర్ ఫ్లాట్ పిన్-లెస్ ప్యాకేజీ (క్వాడ్ aatNo-lead, QFN అని పిలువబడే అధిక సాంద్రత కలిగిన ప్యాకేజింగ్ ఉత్పత్తులలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. ) పరికరం.
టంకము పేస్ట్ వెల్డింగ్ ప్రక్రియ మరియు పదార్థాల లక్షణాల కారణంగా, ఈ పెద్ద టంకము ఉపరితల పరికరాల రిఫ్లో వెల్డింగ్ తర్వాత, టంకము వెల్డింగ్ ప్రాంతంలో రంధ్రాలు ఉంటాయి, ఇది ఉత్పత్తి యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలు, ఉష్ణ లక్షణాలు మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది, మరియు ఉత్పత్తి వైఫల్యానికి కూడా దారి తీస్తుంది, కాబట్టి, టంకము పేస్ట్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ కుహరాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఒక ప్రక్రియ మరియు సాంకేతిక సమస్యగా పరిష్కరింపబడాలి, కొంతమంది పరిశోధకులు BGA టంకము బాల్ వెల్డింగ్ కుహరం యొక్క కారణాలను విశ్లేషించి, అధ్యయనం చేశారు మరియు మెరుగుదల పరిష్కారాలను అందించారు, సాంప్రదాయిక టంకము పేస్ట్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ ప్రక్రియ 10mm2 కంటే ఎక్కువ QFN యొక్క వెల్డింగ్ ప్రాంతం లేదా 6 mm2 కంటే ఎక్కువ వెల్డింగ్ ప్రాంతం యొక్క బేర్ చిప్ సొల్యూషన్ లేదు.
వెల్డ్ రంధ్రం మెరుగుపరచడానికి Preformsolder వెల్డింగ్ మరియు వాక్యూమ్ రిఫ్లక్స్ ఫర్నేస్ వెల్డింగ్ ఉపయోగించండి. ముందుగా తయారుచేసిన టంకము ఫ్లక్స్‌ను సూచించడానికి ప్రత్యేక పరికరాలు అవసరం. ఉదాహరణకు, చిప్‌ను నేరుగా ముందుగా నిర్మించిన టంకముపై ఉంచిన తర్వాత చిప్ ఆఫ్‌సెట్ చేయబడుతుంది మరియు తీవ్రంగా వంగి ఉంటుంది. ఫ్లక్స్ మౌంట్ చిప్ రిఫ్లో మరియు పాయింట్ అయితే, ప్రక్రియ రెండు రీఫ్లో పెరుగుతుంది మరియు ముందుగా నిర్మించిన టంకము మరియు ఫ్లక్స్ మెటీరియల్ ధర టంకము పేస్ట్ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.
వాక్యూమ్ రిఫ్లక్స్ పరికరాలు చాలా ఖరీదైనవి, స్వతంత్ర వాక్యూమ్ చాంబర్ యొక్క వాక్యూమ్ సామర్థ్యం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఖర్చు పనితీరు ఎక్కువగా ఉండదు మరియు టిన్ స్ప్లాషింగ్ సమస్య తీవ్రంగా ఉంటుంది, ఇది అధిక సాంద్రత మరియు చిన్న-పిచ్ యొక్క అప్లికేషన్‌లో ముఖ్యమైన అంశం. ఉత్పత్తులు. ఈ కాగితంలో, సాంప్రదాయిక టంకము పేస్ట్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ ప్రక్రియ ఆధారంగా, వెల్డింగ్ కుహరాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు వెల్డింగ్ కుహరం వల్ల ఏర్పడే బంధం మరియు ప్లాస్టిక్ సీల్ క్రాకింగ్ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి కొత్త ద్వితీయ రిఫ్లో వెల్డింగ్ ప్రక్రియ అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు పరిచయం చేయబడింది.
2 సోల్డర్ పేస్ట్ ప్రింటింగ్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ కేవిటీ మరియు ప్రొడక్షన్ మెకానిజం
2.1 వెల్డింగ్ కుహరం
రిఫ్లో వెల్డింగ్ తర్వాత, ఉత్పత్తి ఎక్స్-రే కింద పరీక్షించబడింది. ఫిగర్ 1లో చూపిన విధంగా, వెల్డింగ్ లేయర్‌లో తగినంత టంకము లేకపోవడం వల్ల తేలిక రంగుతో వెల్డింగ్ జోన్‌లోని రంధ్రాలు కనుగొనబడ్డాయి.
బబుల్ రంధ్రం యొక్క ఎక్స్-రే గుర్తింపు
2.2 వెల్డింగ్ కుహరం యొక్క ఫార్మేషన్ మెకానిజం
sAC305 టంకము పేస్ట్‌ను ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, ప్రధాన కూర్పు మరియు పనితీరు టేబుల్ 1లో చూపబడ్డాయి. ఫ్లక్స్ మరియు టిన్ పూసలు పేస్ట్ ఆకారంలో కలిసి ఉంటాయి. టిన్ టంకము మరియు ఫ్లక్స్ బరువు నిష్పత్తి దాదాపు 9:1, మరియు వాల్యూమ్ నిష్పత్తి 1:1.
టంకము పేస్ట్ ప్రింట్ చేయబడి, వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలతో మౌంట్ చేయబడిన తర్వాత, టంకము పేస్ట్ రిఫ్లక్స్ ఫర్నేస్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు ప్రీహీటింగ్, యాక్టివేషన్, రిఫ్లక్స్ మరియు శీతలీకరణ యొక్క నాలుగు దశలకు లోనవుతుంది. మూర్తి 2లో చూపిన విధంగా, వివిధ దశలలో వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలతో టంకము పేస్ట్ యొక్క స్థితి కూడా భిన్నంగా ఉంటుంది.
రిఫ్లో టంకం యొక్క ప్రతి ప్రాంతానికి ప్రొఫైల్ సూచన
ప్రీహీటింగ్ మరియు యాక్టివేషన్ దశలో, టంకము పేస్ట్‌లోని ఫ్లక్స్‌లోని అస్థిర భాగాలు వేడి చేసినప్పుడు గ్యాస్‌గా మారుతాయి. అదే సమయంలో, వెల్డింగ్ పొర యొక్క ఉపరితలంపై ఆక్సైడ్ తొలగించబడినప్పుడు వాయువులు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. ఈ వాయువులలో కొన్ని అస్థిరత చెందుతాయి మరియు టంకము పేస్ట్‌ను వదిలివేస్తాయి మరియు ఫ్లక్స్ యొక్క అస్థిరత కారణంగా టంకము పూసలు గట్టిగా ఘనీభవించబడతాయి. రిఫ్లక్స్ దశలో, టంకము పేస్ట్‌లో మిగిలిన ఫ్లక్స్ త్వరగా ఆవిరైపోతుంది, టిన్ పూసలు కరిగిపోతాయి, కొద్ది మొత్తంలో ఫ్లక్స్ అస్థిర వాయువు మరియు టిన్ పూసల మధ్య గాలి చాలా వరకు సమయానికి చెదరగొట్టబడదు మరియు అవశేషాలు కరిగిన టిన్ మరియు కరిగిన టిన్ యొక్క ఉద్రిక్తత కింద హాంబర్గర్ శాండ్‌విచ్ నిర్మాణం మరియు సర్క్యూట్ బోర్డ్ టంకము ప్యాడ్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలచే పట్టబడతాయి మరియు ద్రవ టిన్‌లో చుట్టబడిన వాయువు పైకి తేలే కారణంగా మాత్రమే తప్పించుకోవడం కష్టం. చిన్నది. కరిగిన టిన్ చల్లబడి ఘన టిన్‌గా మారినప్పుడు, వెల్డింగ్ పొరలో రంధ్రాలు కనిపిస్తాయి మరియు ఫిగర్ 3లో చూపిన విధంగా టంకము రంధ్రాలు ఏర్పడతాయి.
టంకము పేస్ట్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన శూన్యత యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం
వెల్డింగ్ కుహరం యొక్క మూల కారణం ఏమిటంటే, కరిగిన తర్వాత టంకము పేస్ట్‌లో చుట్టబడిన గాలి లేదా అస్థిర వాయువు పూర్తిగా విడుదల చేయబడదు. ప్రభావితం చేసే కారకాలలో టంకము పేస్ట్ మెటీరియల్, టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్ ఆకారం, టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్ మొత్తం, రిఫ్లక్స్ ఉష్ణోగ్రత, రిఫ్లక్స్ సమయం, వెల్డింగ్ పరిమాణం, నిర్మాణం మొదలైనవి ఉన్నాయి.
3. టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ రంధ్రాలను ప్రభావితం చేసే కారకాల ధృవీకరణ
QFN మరియు బేర్ చిప్ పరీక్షలు రిఫ్లో వెల్డింగ్ శూన్యాల యొక్క ప్రధాన కారణాలను నిర్ధారించడానికి మరియు టంకము పేస్ట్ ద్వారా ముద్రించిన రిఫ్లో వెల్డింగ్ శూన్యాలను మెరుగుపరచడానికి మార్గాలను కనుగొనడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి. QFN మరియు బేర్ చిప్ టంకము పేస్ట్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ ఉత్పత్తి ప్రొఫైల్ మూర్తి 4 లో చూపబడింది, QFN వెల్డింగ్ ఉపరితల పరిమాణం 4.4mmx4.1mm, వెల్డింగ్ ఉపరితలం టిన్డ్ లేయర్ (100% స్వచ్ఛమైన టిన్); బేర్ చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ పరిమాణం 3.0mmx2.3mm, వెల్డింగ్ లేయర్ నికెల్-వెనాడియం బైమెటాలిక్ లేయర్ మరియు ఉపరితల పొర వెనాడియం. సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క వెల్డింగ్ ప్యాడ్ ఎలక్ట్రోలెస్ నికెల్-పల్లాడియం గోల్డ్-డిప్పింగ్, మరియు మందం 0.4μm/0.06μm/0.04μm. SAC305 టంకము పేస్ట్ ఉపయోగించబడుతుంది, టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్ పరికరాలు DEK హారిజోన్ APix, రిఫ్లక్స్ ఫర్నేస్ పరికరాలు BTUPyramax150N మరియు x-ray పరికరాలు DAGExD7500VR.
QFN మరియు బేర్ చిప్ వెల్డింగ్ డ్రాయింగ్‌లు
పరీక్ష ఫలితాల పోలికను సులభతరం చేయడానికి, టేబుల్ 2లోని పరిస్థితులలో రిఫ్లో వెల్డింగ్ చేయబడింది.
రిఫ్లో వెల్డింగ్ కండిషన్ టేబుల్
ఉపరితల మౌంటు మరియు రిఫ్లో వెల్డింగ్ పూర్తయిన తర్వాత, వెల్డింగ్ పొర X- రే ద్వారా కనుగొనబడింది మరియు మూర్తి 5లో చూపిన విధంగా QFN మరియు బేర్ చిప్ దిగువన వెల్డింగ్ పొరలో పెద్ద రంధ్రాలు ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది.
QFN మరియు చిప్ హోలోగ్రామ్ (X-ray)
టిన్ పూస పరిమాణం, స్టీల్ మెష్ మందం, ఓపెనింగ్ ఏరియా రేట్, స్టీల్ మెష్ ఆకారం, రిఫ్లక్స్ సమయం మరియు పీక్ ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత అన్నీ రిఫ్లో వెల్డింగ్ శూన్యాలను ప్రభావితం చేస్తాయి కాబట్టి, DOE పరీక్ష ద్వారా నేరుగా ధృవీకరించబడే అనేక కారకాలు ఉన్నాయి మరియు ప్రయోగాత్మక సంఖ్య సమూహాలు చాలా పెద్దవిగా ఉంటాయి. సహసంబంధ పోలిక పరీక్ష ద్వారా ప్రధాన ప్రభావ కారకాలను త్వరగా పరీక్షించడం మరియు గుర్తించడం అవసరం, ఆపై DOE ద్వారా ప్రధాన ప్రభావ కారకాలను మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయండి.
3.1 టంకము రంధ్రాల కొలతలు మరియు టంకము పేస్ట్ టిన్ పూసలు
టైప్3 (పూసల పరిమాణం 25-45 μm) SAC305 టంకము పేస్ట్ పరీక్షతో, ఇతర పరిస్థితులు మారవు. రిఫ్లో తర్వాత, టంకము పొరలోని రంధ్రాలు కొలుస్తారు మరియు టైప్ 4 టంకము పేస్ట్‌తో పోల్చబడతాయి. టంకము పొరలోని రంధ్రాలు రెండు రకాల టంకము పేస్ట్‌ల మధ్య గణనీయంగా భిన్నంగా లేవని కనుగొనబడింది, వివిధ పూసల పరిమాణంలో ఉన్న టంకము పేస్ట్ టంకము పొరలోని రంధ్రాలపై స్పష్టమైన ప్రభావాన్ని చూపదని సూచిస్తుంది, ఇది ప్రభావితం చేసే అంశం కాదు, FIG లో చూపిన విధంగా. 6 చూపిన విధంగా.
వివిధ కణ పరిమాణాలతో మెటాలిక్ టిన్ పౌడర్ రంధ్రాల పోలిక
3.2 వెల్డింగ్ కుహరం మరియు ముద్రించిన ఉక్కు మెష్ యొక్క మందం
రిఫ్లో తర్వాత, వెల్డెడ్ పొర యొక్క కుహరం ప్రాంతం 50 μm, 100 μm మరియు 125 μm మందంతో ముద్రించిన ఉక్కు మెష్‌తో కొలుస్తారు మరియు ఇతర పరిస్థితులు మారవు. QFNపై ఉక్కు మెష్ (టంకము పేస్ట్) యొక్క వివిధ మందం యొక్క ప్రభావాన్ని 75 μm మందంతో ముద్రించిన ఉక్కు మెష్‌తో పోల్చినట్లు కనుగొనబడింది, స్టీల్ మెష్ యొక్క మందం పెరిగేకొద్దీ, కుహరం ప్రాంతం క్రమంగా తగ్గుతుంది. ఒక నిర్దిష్ట మందం (100μm) చేరుకున్న తర్వాత, కుహరం ప్రాంతం రివర్స్ అవుతుంది మరియు మూర్తి 7లో చూపిన విధంగా స్టీల్ మెష్ యొక్క మందం పెరుగుదలతో పెరగడం ప్రారంభమవుతుంది.
టంకము పేస్ట్ మొత్తం పెరిగినప్పుడు, రిఫ్లక్స్‌తో కూడిన లిక్విడ్ టిన్ చిప్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు అవశేష గాలి తప్పించుకునే అవుట్‌లెట్ నాలుగు వైపులా మాత్రమే ఇరుకైనదని ఇది చూపిస్తుంది. టంకము పేస్ట్ మొత్తం మార్చబడినప్పుడు, అవశేష గాలి తప్పించుకునే అవుట్‌లెట్ కూడా పెరుగుతుంది మరియు లిక్విడ్ టిన్‌లో చుట్టబడిన గాలి లేదా అస్థిర వాయువు తప్పించుకునే ద్రవ టిన్‌లో తక్షణమే పేలడం వల్ల QFN మరియు చిప్ చుట్టూ ద్రవ టిన్ స్ప్లాష్ అవుతుంది.
ఉక్కు మెష్ యొక్క మందం పెరుగుదలతో, గాలి లేదా అస్థిర వాయువు నుండి బబుల్ పేలడం కూడా పెరుగుతుందని మరియు QFN మరియు చిప్ చుట్టూ టిన్ స్ప్లాషింగ్ సంభావ్యత కూడా పెరుగుతుందని పరీక్ష కనుగొంది.
వివిధ మందం కలిగిన ఉక్కు మెష్‌లోని రంధ్రాల పోలిక
3.3 వెల్డింగ్ కేవిటీ మరియు స్టీల్ మెష్ ఓపెనింగ్ యొక్క ప్రాంతం నిష్పత్తి
100%, 90% మరియు 80% ప్రారంభ రేటుతో ప్రింటెడ్ స్టీల్ మెష్ పరీక్షించబడింది మరియు ఇతర పరిస్థితులు మారలేదు. రిఫ్లో తర్వాత, వెల్డెడ్ పొర యొక్క కుహరం ప్రాంతం కొలుస్తారు మరియు 100% ప్రారంభ రేటుతో ప్రింటెడ్ స్టీల్ మెష్‌తో పోల్చబడింది. మూర్తి 8 లో చూపిన విధంగా, 100% మరియు 90% 80% ప్రారంభ రేటు యొక్క పరిస్థితులలో వెల్డింగ్ చేసిన పొర యొక్క కుహరంలో గణనీయమైన తేడా లేదని కనుగొనబడింది.
వివిధ ఉక్కు మెష్ యొక్క వివిధ ప్రారంభ ప్రాంతం యొక్క కుహరం పోలిక
3.4 వెల్డెడ్ కేవిటీ మరియు ప్రింటెడ్ స్టీల్ మెష్ ఆకారం
స్ట్రిప్ బి మరియు ఇంక్లైన్డ్ గ్రిడ్ సి యొక్క టంకము పేస్ట్ యొక్క ప్రింటింగ్ ఆకార పరీక్షతో, ఇతర పరిస్థితులు మారవు. రిఫ్లో తర్వాత, వెల్డింగ్ పొర యొక్క కుహరం ప్రాంతం కొలుస్తారు మరియు గ్రిడ్ యొక్క ప్రింటింగ్ ఆకారంతో పోల్చబడుతుంది a. Figure 9 లో చూపిన విధంగా, గ్రిడ్, స్ట్రిప్ మరియు వంపుతిరిగిన గ్రిడ్ పరిస్థితులలో వెల్డింగ్ పొర యొక్క కుహరంలో గణనీయమైన తేడా లేదని కనుగొనబడింది.
ఉక్కు మెష్ యొక్క వివిధ ప్రారంభ రీతుల్లోని రంధ్రాల పోలిక
3.5 వెల్డింగ్ కుహరం మరియు రిఫ్లక్స్ సమయం
సుదీర్ఘ రిఫ్లక్స్ సమయం (70 సె, 80 సె, 90 సె) పరీక్ష తర్వాత, ఇతర పరిస్థితులు మారవు, రిఫ్లక్స్ తర్వాత వెల్డింగ్ పొరలోని రంధ్రం కొలుస్తారు మరియు 60 సెకన్ల రిఫ్లక్స్ సమయంతో పోల్చినప్పుడు, ఇది పెరుగుదలతో కనుగొనబడింది రిఫ్లక్స్ సమయం, వెల్డింగ్ హోల్ ప్రాంతం తగ్గింది, అయితే సమయం పెరుగుదలతో తగ్గింపు వ్యాప్తి క్రమంగా తగ్గింది, ఇది మూర్తి 10లో చూపబడింది. ఇది తగినంత రిఫ్లక్స్ సమయం లేని సందర్భంలో, రిఫ్లక్స్ సమయాన్ని పెంచడం గాలి యొక్క పూర్తి ఓవర్‌ఫ్లోకు అనుకూలంగా ఉంటుందని చూపిస్తుంది కరిగిన ద్రవ టిన్‌లో చుట్టబడి ఉంటుంది, కానీ రిఫ్లక్స్ సమయం ఒక నిర్దిష్ట సమయానికి పెరిగిన తర్వాత, ద్రవ టిన్‌లో చుట్టబడిన గాలి మళ్లీ పొంగిపొర్లడం కష్టం. రిఫ్లక్స్ సమయం వెల్డింగ్ కుహరాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాల్లో ఒకటి.
వివిధ రిఫ్లక్స్ సమయ నిడివి యొక్క శూన్య పోలిక
3.6 వెల్డింగ్ కుహరం మరియు గరిష్ట కొలిమి ఉష్ణోగ్రత
240 ℃ మరియు 250 ℃ పీక్ ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత పరీక్ష మరియు ఇతర పరిస్థితులు మారవు, వెల్డెడ్ పొర యొక్క కుహరం ప్రాంతం రీఫ్లో తర్వాత కొలుస్తారు మరియు 260 ℃ పీక్ ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రతతో పోలిస్తే, వివిధ గరిష్ట కొలిమి ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో, కుహరం యొక్క కుహరం మూర్తి 11లో చూపిన విధంగా QFN మరియు చిప్ యొక్క వెల్డెడ్ పొర గణనీయంగా మారలేదు. ఇది QFN మరియు చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ లేయర్‌లోని రంధ్రంపై వివిధ గరిష్ట ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత ఎటువంటి స్పష్టమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండదని చూపిస్తుంది, ఇది ప్రభావితం చేసే అంశం కాదు.
వివిధ గరిష్ట ఉష్ణోగ్రతల శూన్యమైన పోలిక
QFN మరియు చిప్ యొక్క వెల్డ్ లేయర్ కేవిటీని ప్రభావితం చేసే ముఖ్యమైన కారకాలు రిఫ్లక్స్ సమయం మరియు స్టీల్ మెష్ మందం అని పై పరీక్షలు సూచిస్తున్నాయి.
4 సోల్డర్ పేస్ట్ ప్రింటింగ్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ కేవిటీ మెరుగుదల
వెల్డింగ్ కుహరాన్ని మెరుగుపరచడానికి 4.1DOE పరీక్ష
QFN మరియు చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ పొరలో రంధ్రం ప్రధాన ప్రభావ కారకాల (రిఫ్లక్స్ సమయం మరియు స్టీల్ మెష్ మందం) యొక్క సరైన విలువను కనుగొనడం ద్వారా మెరుగుపరచబడింది. టంకము పేస్ట్ SAC305 టైప్ 4, స్టీల్ మెష్ ఆకారం గ్రిడ్ రకం (100% ఓపెనింగ్ డిగ్రీ), పీక్ ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత 260 ℃, మరియు ఇతర పరీక్ష పరిస్థితులు పరీక్ష పరికరాల మాదిరిగానే ఉన్నాయి. DOE పరీక్ష మరియు ఫలితాలు టేబుల్ 3లో చూపబడ్డాయి. QFN మరియు చిప్ వెల్డింగ్ రంధ్రాలపై స్టీల్ మెష్ మందం మరియు రిఫ్లక్స్ సమయం యొక్క ప్రభావాలు మూర్తి 12లో చూపబడ్డాయి. ప్రధాన ప్రభావ కారకాల పరస్పర విశ్లేషణ ద్వారా, 100 μm స్టీల్ మెష్ మందాన్ని ఉపయోగించడం కనుగొనబడింది. మరియు 80 సె రిఫ్లక్స్ సమయం QFN మరియు చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ కుహరాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది. QFN యొక్క వెల్డింగ్ కుహరం రేటు గరిష్టంగా 27.8% నుండి 16.1%కి తగ్గించబడింది మరియు చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ కుహరం రేటు గరిష్టంగా 20.5% నుండి 14.5%కి తగ్గించబడింది.
పరీక్షలో, 1000 ఉత్పత్తులు సరైన పరిస్థితులలో ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి (100 μm స్టీల్ మెష్ మందం, 80 సె రిఫ్లక్స్ సమయం), మరియు 100 QFN మరియు చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ కుహరం రేటు యాదృచ్ఛికంగా కొలుస్తారు. QFN యొక్క సగటు వెల్డింగ్ కుహరం రేటు 16.4%, మరియు చిప్ యొక్క సగటు వెల్డింగ్ కుహరం రేటు 14.7% చిప్ మరియు చిప్ యొక్క వెల్డ్ కుహరం రేటు స్పష్టంగా తగ్గింది.
4.2 కొత్త ప్రక్రియ వెల్డింగ్ కుహరాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది
చిప్ దిగువన వెల్డింగ్ కుహరం ప్రాంతం 10% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ప్రధాన బంధం మరియు అచ్చు సమయంలో చిప్ కేవిటీ పొజిషన్ క్రాకింగ్ సమస్య ఏర్పడదని వాస్తవ ఉత్పత్తి పరిస్థితి మరియు పరీక్ష చూపిస్తుంది. DOE ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన ప్రక్రియ పారామితులు సాంప్రదాయిక టంకము పేస్ట్ రిఫ్లో వెల్డింగ్‌లోని రంధ్రాలను విశ్లేషించడం మరియు పరిష్కరించడం యొక్క అవసరాలను తీర్చలేవు మరియు చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ కేవిటీ ఏరియా రేటును మరింత తగ్గించాల్సిన అవసరం ఉంది.
టంకముపై కప్పబడిన చిప్ టంకములోని వాయువును తప్పించుకోకుండా నిరోధిస్తుంది కాబట్టి, టంకము పూసిన వాయువును తొలగించడం లేదా తగ్గించడం ద్వారా చిప్ దిగువన రంధ్రం రేటు మరింత తగ్గుతుంది. రెండు టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్‌తో రీఫ్లో వెల్డింగ్ యొక్క కొత్త ప్రక్రియ అవలంబించబడింది: ఒక టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్, ఒక రిఫ్లో QFNని కవర్ చేయదు మరియు బేర్ చిప్ టంకములోని వాయువును విడుదల చేస్తుంది; సెకండరీ సోల్డర్ పేస్ట్ ప్రింటింగ్, ప్యాచ్ మరియు సెకండరీ రిఫ్లక్స్ యొక్క నిర్దిష్ట ప్రక్రియ మూర్తి 13లో చూపబడింది.
75μm మందపాటి టంకము పేస్ట్ మొదటిసారిగా ముద్రించబడినప్పుడు, చిప్ కవర్ లేకుండా టంకములోని చాలా వాయువు ఉపరితలం నుండి తప్పించుకుంటుంది మరియు రిఫ్లక్స్ తర్వాత మందం 50μm ఉంటుంది. ప్రైమరీ రిఫ్లక్స్ పూర్తయిన తర్వాత, చల్లబడిన ఘనీకృత టంకము యొక్క ఉపరితలంపై చిన్న చతురస్రాలు ముద్రించబడతాయి (టంకము పేస్ట్ మొత్తాన్ని తగ్గించడానికి, గ్యాస్ స్పిల్‌ఓవర్ మొత్తాన్ని తగ్గించడానికి, టంకము చిందులను తగ్గించడానికి లేదా తొలగించడానికి), మరియు టంకము పేస్ట్ 50 μm మందం (పై పరీక్ష ఫలితాలు 100 μm ఉత్తమమని చూపుతున్నాయి, కాబట్టి ద్వితీయ ముద్రణ యొక్క మందం 100 μm.50 μm=50 μm), ఆపై చిప్‌ని ఇన్‌స్టాల్ చేసి, ఆపై 80 సెకన్లలో తిరిగి వెళ్లండి. మొదటి ప్రింటింగ్ మరియు రీఫ్లో తర్వాత టంకములో దాదాపు రంధ్రం లేదు, మరియు రెండవ ప్రింటింగ్‌లోని టంకము పేస్ట్ చిన్నది, మరియు మూర్తి 14లో చూపిన విధంగా వెల్డింగ్ రంధ్రం చిన్నది.
టంకము పేస్ట్ యొక్క రెండు ప్రింటింగ్‌ల తర్వాత, బోలు డ్రాయింగ్
4.3 వెల్డింగ్ కుహరం ప్రభావం యొక్క ధృవీకరణ
2000 ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తి (మొదటి ప్రింటింగ్ స్టీల్ మెష్ యొక్క మందం 75 μm, రెండవ ప్రింటింగ్ స్టీల్ మెష్ యొక్క మందం 50 μm), ఇతర పరిస్థితులు మారలేదు, 500 QFN యొక్క యాదృచ్ఛిక కొలత మరియు చిప్ వెల్డింగ్ కేవిటీ రేటు, కొత్త ప్రక్రియ అని కనుగొన్నారు మొదటి రిఫ్లక్స్ నో కేవిటీ తర్వాత, రెండవ రిఫ్లక్స్ QFN తర్వాత గరిష్ట వెల్డింగ్ కుహరం రేటు 4.8%, మరియు చిప్ యొక్క గరిష్ట వెల్డింగ్ కుహరం రేటు 4.1%. ఒరిజినల్ సింగిల్-పేస్ట్ ప్రింటింగ్ వెల్డింగ్ ప్రక్రియ మరియు DOE ఆప్టిమైజ్ చేసిన ప్రక్రియతో పోలిస్తే, మూర్తి 15లో చూపిన విధంగా వెల్డింగ్ కుహరం గణనీయంగా తగ్గింది. అన్ని ఉత్పత్తుల యొక్క క్రియాత్మక పరీక్షల తర్వాత చిప్ పగుళ్లు కనుగొనబడలేదు.
5 సారాంశం
టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్ మొత్తం మరియు రిఫ్లక్స్ సమయం యొక్క ఆప్టిమైజేషన్ వెల్డింగ్ కుహరం ప్రాంతాన్ని తగ్గిస్తుంది, అయితే వెల్డింగ్ కుహరం రేటు ఇంకా పెద్దది. రెండు టంకము పేస్ట్ ప్రింటింగ్ రిఫ్లో వెల్డింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించి సమర్థవంతంగా మరియు వెల్డింగ్ కుహరం రేటును పెంచవచ్చు. QFN సర్క్యూట్ బేర్ చిప్ యొక్క వెల్డింగ్ ప్రాంతం భారీ ఉత్పత్తిలో వరుసగా 4.4mm x4.1mm మరియు 3.0mm x2.3mm ఉంటుంది. ఈ కాగితంలోని పరిశోధన పెద్ద ప్రాంతం వెల్డింగ్ ఉపరితలం యొక్క వెల్డింగ్ కుహరం సమస్యను మెరుగుపరచడానికి ఒక ముఖ్యమైన సూచనను అందిస్తుంది.
