SMT வழக்கமான சாலிடர் பேஸ்ட் காற்று ரீஃப்ளோ வெல்டிங் குழி பகுப்பாய்வு மற்றும் கரைசலைப் பயன்படுத்துகிறது (2023 எசன்ஸ் பதிப்பு), நீங்கள் அதற்கு தகுதியானவர்!
1 அறிமுகம்
சர்க்யூட் போர்டு அசெம்பிளியில், சாலிடர் பேஸ்ட் முதலில் சர்க்யூட் போர்டு சாலிடர் பேடில் அச்சிடப்படுகிறது, பின்னர் பல்வேறு மின்னணு கூறுகள் ஒட்டப்படுகின்றன. இறுதியாக, ரீஃப்ளோ ஃபர்னேஸுக்குப் பிறகு, சாலிடர் பேஸ்டில் உள்ள டின் மணிகள் உருகப்பட்டு, அனைத்து வகையான மின்னணு கூறுகளும் சர்க்யூட் போர்டின் சாலிடர் பேடும் ஒன்றாக பற்றவைக்கப்பட்டு மின் துணை தொகுதிகளின் அசெம்பிளியை உணரப்படுகிறது. சர்ஃபேஸ்மவுண்ட் தொழில்நுட்பம் (sMT) உயர் அடர்த்தி பேக்கேஜிங் தயாரிப்புகளில் அதிகளவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது சிஸ்டம் லெவல் பேக்கேஜ் (siP), பால்கிரிடாரே (BGA) சாதனங்கள் மற்றும் பவர் பேர் சிப், ஸ்கொயர் பிளாட் பின்-லெஸ் பேக்கேஜ் (குவாட் aatNo-lead, QFN என குறிப்பிடப்படுகிறது) சாதனம்.
சாலிடர் பேஸ்ட் வெல்டிங் செயல்முறை மற்றும் பொருட்களின் பண்புகள் காரணமாக, இந்த பெரிய சாலிடர் மேற்பரப்பு சாதனங்களின் ரீஃப்ளோ வெல்டிங்கிற்குப் பிறகு, சாலிடர் வெல்டிங் பகுதியில் துளைகள் இருக்கும், இது உற்பத்தியின் மின் பண்புகள், வெப்ப பண்புகள் மற்றும் இயந்திர பண்புகளை பாதிக்கும், மேலும் தயாரிப்பு செயலிழப்புக்கு கூட வழிவகுக்கும். எனவே, சாலிடர் பேஸ்ட் ரீஃப்ளோ வெல்டிங் குழியை மேம்படுத்துவது ஒரு செயல்முறை மற்றும் தொழில்நுட்ப சிக்கலாக மாறியுள்ளது, இது தீர்க்கப்பட வேண்டும், சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் BGA சாலிடர் பால் வெல்டிங் குழியின் காரணங்களை பகுப்பாய்வு செய்து ஆய்வு செய்துள்ளனர், மேலும் மேம்பாட்டு தீர்வுகளை வழங்கியுள்ளனர், வழக்கமான சாலிடர் பேஸ்ட் ரீஃப்ளோ வெல்டிங் செயல்முறை 10mm2 க்கும் அதிகமான QFN அல்லது 6 mm2 க்கும் அதிகமான வெல்டிங் பகுதியின் வெற்று சிப் கரைசல் இல்லை.
வெல்ட் துளையை மேம்படுத்த ப்ரீஃபார்ம்சோல்டர் வெல்டிங் மற்றும் வெற்றிட ரிஃப்ளக்ஸ் ஃபர்னேஸ் வெல்டிங்கைப் பயன்படுத்தவும். ப்ரீஃபாப்ரிகேட்டட் சாலிடருக்கு ஃப்ளக்ஸை பாயிண்ட் செய்ய சிறப்பு உபகரணங்கள் தேவை. எடுத்துக்காட்டாக, சில்லு நேரடியாக ப்ரீஃபாப்ரிகேட்டட் சாலிடரில் வைக்கப்பட்ட பிறகு சிப் ஆஃப்செட் செய்யப்பட்டு தீவிரமாக சாய்க்கப்படுகிறது. ஃப்ளக்ஸ் மவுண்ட் சிப் ரீஃப்ளோவாகவும் பின்னர் பாயிண்டாகவும் இருந்தால், செயல்முறை இரண்டு ரீஃப்ளோவால் அதிகரிக்கிறது, மேலும் ப்ரீஃபாப்ரிகேட்டட் சாலிடர் மற்றும் ஃப்ளக்ஸ் பொருளின் விலை சாலிடர் பேஸ்டை விட மிக அதிகமாக இருக்கும்.
வெற்றிட ரிஃப்ளக்ஸ் உபகரணங்கள் அதிக விலை கொண்டவை, சுயாதீன வெற்றிட அறையின் வெற்றிட திறன் மிகக் குறைவு, செலவு செயல்திறன் அதிகமாக இல்லை, மேலும் டின் தெறித்தல் பிரச்சனை தீவிரமானது, இது அதிக அடர்த்தி மற்றும் சிறிய-சுருதி தயாரிப்புகளைப் பயன்படுத்துவதில் ஒரு முக்கிய காரணியாகும். இந்த ஆய்வறிக்கையில், வழக்கமான சாலிடர் பேஸ்ட் ரிஃப்ளோ வெல்டிங் செயல்முறையின் அடிப்படையில், வெல்டிங் குழியை மேம்படுத்தவும், வெல்டிங் குழியால் ஏற்படும் பிணைப்பு மற்றும் பிளாஸ்டிக் சீல் விரிசல் சிக்கல்களைத் தீர்க்கவும் ஒரு புதிய இரண்டாம் நிலை ரிஃப்ளோ வெல்டிங் செயல்முறை உருவாக்கப்பட்டு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
2 சாலிடர் பேஸ்ட் பிரிண்டிங் ரிஃப்ளோ வெல்டிங் குழி மற்றும் உற்பத்தி வழிமுறை
2.1 வெல்டிங் குழி
மறுபாய்வு வெல்டிங்கிற்குப் பிறகு, தயாரிப்பு எக்ஸ்ரேயின் கீழ் சோதிக்கப்பட்டது. படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெல்டிங் அடுக்கில் போதுமான சாலிடர் இல்லாததால் வெளிர் நிறத்துடன் வெல்டிங் மண்டலத்தில் உள்ள துளைகள் கண்டறியப்பட்டன.
குமிழி துளையின் எக்ஸ்ரே கண்டறிதல்
2.2 வெல்டிங் குழியின் உருவாக்க வழிமுறை
sAC305 சாலிடர் பேஸ்ட்டை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், முக்கிய கலவை மற்றும் செயல்பாடு அட்டவணை 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஃப்ளக்ஸ் மற்றும் டின் மணிகள் பேஸ்ட் வடிவத்தில் ஒன்றாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. டின் சாலிடருக்கும் ஃப்ளக்ஸுக்கும் இடையிலான எடை விகிதம் சுமார் 9:1 ஆகவும், கன அளவு விகிதம் சுமார் 1:1 ஆகவும் உள்ளது.
சாலிடர் பேஸ்ட் அச்சிடப்பட்டு பல்வேறு மின்னணு கூறுகளுடன் பொருத்தப்பட்ட பிறகு, சாலிடர் பேஸ்ட் ரிஃப்ளக்ஸ் உலை வழியாகச் செல்லும்போது முன்கூட்டியே சூடாக்குதல், செயல்படுத்துதல், ரிஃப்ளக்ஸ் மற்றும் குளிரூட்டல் ஆகிய நான்கு நிலைகளுக்கு உட்படும். படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெவ்வேறு நிலைகளில் வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளுடன் சாலிடர் பேஸ்டின் நிலையும் வேறுபட்டது.
மறுபாய்வு சாலிடரிங்கின் ஒவ்வொரு பகுதிக்கும் சுயவிவரக் குறிப்பு
முன்கூட்டியே சூடாக்கும் மற்றும் செயல்படுத்தும் கட்டத்தில், சாலிடர் பேஸ்டில் உள்ள ஃப்ளக்ஸில் உள்ள ஆவியாகும் கூறுகள் சூடாகும்போது வாயுவாக மாறும். அதே நேரத்தில், வெல்டிங் அடுக்கின் மேற்பரப்பில் உள்ள ஆக்சைடு அகற்றப்படும் போது வாயுக்கள் உற்பத்தி செய்யப்படும். இந்த வாயுக்களில் சில ஆவியாகி சாலிடர் பேஸ்டை விட்டு வெளியேறும், மேலும் ஃப்ளக்ஸின் ஆவியாகும் தன்மை காரணமாக சாலிடர் மணிகள் இறுக்கமாக ஒடுக்கப்படும். ரிஃப்ளக்ஸ் கட்டத்தில், சாலிடர் பேஸ்டில் மீதமுள்ள ஃப்ளக்ஸ் விரைவாக ஆவியாகும், டின் மணிகள் உருகும், ஒரு சிறிய அளவு ஃப்ளக்ஸ் ஆவியாகும் வாயு மற்றும் டின் மணிகளுக்கு இடையில் உள்ள பெரும்பாலான காற்று சரியான நேரத்தில் சிதறடிக்கப்படாது, மேலும் உருகிய டின்னில் எஞ்சியிருக்கும் மற்றும் உருகிய டின்னின் பதற்றத்தின் கீழ் ஹாம்பர்கர் சாண்ட்விச் அமைப்பு மற்றும் சர்க்யூட் போர்டு சாலிடர் பேட் மற்றும் மின்னணு கூறுகளால் பிடிக்கப்படுகின்றன, மேலும் திரவ டின்னில் மூடப்பட்ட வாயு மேல்நோக்கி மிதப்பால் மட்டுமே தப்பிப்பது கடினம் மேல் உருகும் நேரம் மிகக் குறைவு. உருகிய டின் குளிர்ந்து திடமான டின்னாக மாறும்போது, வெல்டிங் அடுக்கில் துளைகள் தோன்றும் மற்றும் சாலிடர் துளைகள் உருவாகின்றன, படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
சாலிடர் பேஸ்ட் ரீஃப்ளோ வெல்டிங் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட வெற்றிடத்தின் திட்ட வரைபடம்.
வெல்டிங் குழிக்கு மூல காரணம், உருகிய பிறகு சாலிடர் பேஸ்டில் சுற்றப்பட்ட காற்று அல்லது ஆவியாகும் வாயு முழுமையாக வெளியேற்றப்படாமல் இருப்பதே ஆகும். செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகளில் சாலிடர் பேஸ்ட் பொருள், சாலிடர் பேஸ்ட் அச்சிடும் வடிவம், சாலிடர் பேஸ்ட் அச்சிடும் அளவு, ரிஃப்ளக்ஸ் வெப்பநிலை, ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம், வெல்டிங் அளவு, அமைப்பு மற்றும் பல அடங்கும்.
3. சாலிடர் பேஸ்ட் பிரிண்டிங் ரிஃப்ளோ வெல்டிங் துளைகளின் செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகளின் சரிபார்ப்பு.
ரிஃப்ளோ வெல்டிங் வெற்றிடங்களுக்கான முக்கிய காரணங்களை உறுதிப்படுத்தவும், சாலிடர் பேஸ்டால் அச்சிடப்பட்ட ரிஃப்ளோ வெல்டிங் வெற்றிடங்களை மேம்படுத்துவதற்கான வழிகளைக் கண்டறியவும் QFN மற்றும் வெற்று சிப் சோதனைகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. QFN மற்றும் வெற்று சிப் சாலிடர் பேஸ்ட் ரிஃப்ளோ வெல்டிங் தயாரிப்பு சுயவிவரம் படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, QFN வெல்டிங் மேற்பரப்பு அளவு 4.4 மிமீ x4.1 மிமீ, வெல்டிங் மேற்பரப்பு டின் செய்யப்பட்ட அடுக்கு (100% தூய தகரம்); வெற்று சிப்பின் வெல்டிங் அளவு 3.0 மிமீ x2.3 மிமீ, வெல்டிங் அடுக்கு தெளிக்கப்பட்ட நிக்கல்-வெனடியம் பைமெட்டாலிக் அடுக்கு, மற்றும் மேற்பரப்பு அடுக்கு வெனடியம். அடி மூலக்கூறின் வெல்டிங் பேட் எலக்ட்ரோலெஸ் நிக்கல்-பல்லாடியம் தங்கத்தை நனைத்தது, மற்றும் தடிமன் 0.4μm/0.06μm/0.04μm. SAC305 சாலிடர் பேஸ்ட் பயன்படுத்தப்படுகிறது, சாலிடர் பேஸ்ட் அச்சிடும் கருவி DEK ஹொரைசன் APix, ரிஃப்ளக்ஸ் உலை உபகரணங்கள் BTUPyramax150N, மற்றும் எக்ஸ்ரே உபகரணங்கள் DAGExD7500VR ஆகும்.
QFN மற்றும் வெற்று சிப் வெல்டிங் வரைபடங்கள்
சோதனை முடிவுகளை ஒப்பிடுவதை எளிதாக்க, அட்டவணை 2 இல் உள்ள நிபந்தனைகளின் கீழ் மறுபாய்வு வெல்டிங் செய்யப்பட்டது.
ரீஃப்ளோ வெல்டிங் நிலை அட்டவணை
மேற்பரப்பு பொருத்துதல் மற்றும் மறுபாய்வு வெல்டிங் முடிந்த பிறகு, வெல்டிங் அடுக்கு எக்ஸ்ரே மூலம் கண்டறியப்பட்டது, மேலும் படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, QFN இன் அடிப்பகுதியில் வெல்டிங் அடுக்கில் பெரிய துளைகள் மற்றும் வெற்று சிப் இருப்பது கண்டறியப்பட்டது.
QFN மற்றும் சிப் ஹாலோகிராம் (எக்ஸ்ரே)
தகர மணி அளவு, எஃகு கண்ணி தடிமன், திறப்பு பகுதி விகிதம், எஃகு கண்ணி வடிவம், ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம் மற்றும் உச்ச உலை வெப்பநிலை அனைத்தும் ரிஃப்ளோ வெல்டிங் வெற்றிடங்களை பாதிக்கும் என்பதால், பல செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகள் உள்ளன, அவை DOE சோதனையால் நேரடியாக சரிபார்க்கப்படும், மேலும் சோதனைக் குழுக்களின் எண்ணிக்கை மிக அதிகமாக இருக்கும். தொடர்பு ஒப்பீட்டு சோதனை மூலம் முக்கிய செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகளை விரைவாக திரையிட்டு தீர்மானிப்பது அவசியம், பின்னர் DOE மூலம் முக்கிய செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகளை மேலும் மேம்படுத்த வேண்டும்.
3.1 சாலிடர் துளைகள் மற்றும் சாலிடர் பேஸ்ட் டின் மணிகளின் பரிமாணங்கள்
டைப்3 (பீட் அளவு 25-45 μm)SAC305 சாலிடர் பேஸ்ட் சோதனையுடன், பிற நிபந்தனைகள் மாறாமல் உள்ளன. ரீஃப்ளோவுக்குப் பிறகு, சாலிடர் லேயரில் உள்ள துளைகள் அளவிடப்பட்டு டைப்4 சாலிடர் பேஸ்டுடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன. சாலிடர் லேயரில் உள்ள துளைகள் இரண்டு வகையான சாலிடர் பேஸ்டுக்கு இடையில் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் வேறுபடவில்லை என்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது, இது வெவ்வேறு பீட் அளவுகளைக் கொண்ட சாலிடர் பேஸ்ட் சாலிடர் லேயரில் உள்ள துளைகளில் வெளிப்படையான செல்வாக்கைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது, இது படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணி அல்ல.
வெவ்வேறு துகள் அளவுகளுடன் உலோகத் தகரப் பொடி துளைகளின் ஒப்பீடு.
3.2 வெல்டிங் குழி மற்றும் அச்சிடப்பட்ட எஃகு கண்ணியின் தடிமன்
மறு ஓட்டத்திற்குப் பிறகு, பற்றவைக்கப்பட்ட அடுக்கின் குழி பகுதி 50 μm, 100 μm மற்றும் 125 μm தடிமன் கொண்ட அச்சிடப்பட்ட எஃகு கண்ணி மூலம் அளவிடப்பட்டது, மேலும் பிற நிபந்தனைகள் மாறாமல் இருந்தன. QFN இல் வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட எஃகு கண்ணியின் (சாலிடர் பேஸ்ட்) விளைவு 75 μm தடிமன் கொண்ட அச்சிடப்பட்ட எஃகு கண்ணியின் விளைவுடன் ஒப்பிடப்பட்டது கண்டறியப்பட்டது. எஃகு கண்ணியின் தடிமன் அதிகரிக்கும் போது, குழி பகுதி படிப்படியாக மெதுவாக குறைகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட தடிமன் (100μm) அடைந்த பிறகு, குழி பகுதி தலைகீழாக மாறி, படம் 7 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, எஃகு கண்ணியின் தடிமன் அதிகரிப்புடன் அதிகரிக்கத் தொடங்கும்.
சாலிடர் பேஸ்டின் அளவு அதிகரிக்கும் போது, ரிஃப்ளக்ஸ் கொண்ட திரவ டின் சிப்பால் மூடப்பட்டிருக்கும், மேலும் மீதமுள்ள காற்று தப்பிக்கும் வழி நான்கு பக்கங்களிலும் மட்டுமே குறுகலாக இருக்கும் என்பதை இது காட்டுகிறது. சாலிடர் பேஸ்டின் அளவு மாற்றப்படும் போது, மீதமுள்ள காற்று தப்பிக்கும் வழியும் அதிகரிக்கிறது, மேலும் திரவ டின் அல்லது ஆவியாகும் வாயுவில் சுற்றப்பட்ட காற்றின் உடனடி வெடிப்பு திரவ டின் QFN மற்றும் சிப்பைச் சுற்றி தெறிக்கச் செய்யும்.
எஃகு வலையின் தடிமன் அதிகரிப்பதால், காற்று அல்லது ஆவியாகும் வாயு வெளியேறுவதால் ஏற்படும் குமிழி வெடிப்பும் அதிகரிக்கும் என்றும், QFN மற்றும் சிப்பைச் சுற்றி தகரம் தெறிக்கும் நிகழ்தகவும் அதற்கேற்ப அதிகரிக்கும் என்றும் சோதனையில் கண்டறியப்பட்டது.
வெவ்வேறு தடிமன் கொண்ட எஃகு கண்ணியில் உள்ள துளைகளின் ஒப்பீடு
3.3 வெல்டிங் குழி மற்றும் எஃகு கண்ணி திறப்பின் பரப்பளவு விகிதம்
100%, 90% மற்றும் 80% திறப்பு விகிதத்துடன் அச்சிடப்பட்ட எஃகு கண்ணி சோதிக்கப்பட்டது, மேலும் பிற நிபந்தனைகள் மாறாமல் இருந்தன. மறுபாய்ச்சலுக்குப் பிறகு, பற்றவைக்கப்பட்ட அடுக்கின் குழி பகுதி அளவிடப்பட்டு 100% திறப்பு விகிதத்துடன் அச்சிடப்பட்ட எஃகு கண்ணியுடன் ஒப்பிடப்பட்டது. படம் 8 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 100% மற்றும் 90% 80% திறப்பு விகிதத்தின் நிபந்தனைகளின் கீழ் பற்றவைக்கப்பட்ட அடுக்கின் குழியில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு இல்லை என்று கண்டறியப்பட்டது.
வெவ்வேறு எஃகு கண்ணிகளின் வெவ்வேறு திறப்பு பகுதிகளின் குழி ஒப்பீடு
3.4 வெல்டட் குழி மற்றும் அச்சிடப்பட்ட எஃகு கண்ணி வடிவம்
ஸ்ட்ரிப் b மற்றும் சாய்ந்த கட்டம் c இன் சாலிடர் பேஸ்டின் அச்சிடும் வடிவ சோதனையுடன், பிற நிபந்தனைகள் மாறாமல் உள்ளன. மறுபாய்ச்சலுக்குப் பிறகு, வெல்டிங் அடுக்கின் குழி பகுதி அளவிடப்பட்டு கட்டம் a இன் அச்சிடும் வடிவத்துடன் ஒப்பிடப்படுகிறது. படம் 9 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கட்டம், துண்டு மற்றும் சாய்ந்த கட்டம் ஆகியவற்றின் நிலைமைகளின் கீழ் வெல்டிங் அடுக்கின் குழியில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு இல்லை என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது.
எஃகு கண்ணியின் வெவ்வேறு திறப்பு முறைகளில் உள்ள துளைகளின் ஒப்பீடு
3.5 வெல்டிங் குழி மற்றும் ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம்
நீடித்த ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம் (70 வி, 80 வி, 90 வி) சோதனைக்குப் பிறகு, மற்ற நிலைமைகள் மாறாமல் உள்ளன, வெல்டிங் அடுக்கில் உள்ள துளை ரிஃப்ளக்ஸ்க்குப் பிறகு அளவிடப்பட்டது, மேலும் 60 வி ரிஃப்ளக்ஸ் நேரத்துடன் ஒப்பிடுகையில், ரிஃப்ளக்ஸ் நேரத்தின் அதிகரிப்புடன், வெல்டிங் துளை பகுதி குறைந்தது, ஆனால் படம் 10 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நேர அதிகரிப்புடன் குறைப்பு வீச்சு படிப்படியாகக் குறைந்தது. போதுமான ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம் இல்லாத நிலையில், ரிஃப்ளக்ஸ் நேரத்தை அதிகரிப்பது உருகிய திரவ தகரத்தில் மூடப்பட்ட காற்றின் முழு வழிதலுக்கு உகந்தது என்பதை இது காட்டுகிறது, ஆனால் ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திற்கு அதிகரித்த பிறகு, திரவ தகரத்தில் மூடப்பட்ட காற்று மீண்டும் நிரம்பி வழிவது கடினம். ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம் என்பது வெல்டிங் குழியை பாதிக்கும் காரணிகளில் ஒன்றாகும்.
வெவ்வேறு ரிஃப்ளக்ஸ் நேர நீளங்களின் வெற்றிட ஒப்பீடு
3.6 வெல்டிங் குழி மற்றும் உச்ச உலை வெப்பநிலை
240 ℃ மற்றும் 250 ℃ உச்ச உலை வெப்பநிலை சோதனை மற்றும் பிற நிலைமைகள் மாறாமல் இருந்ததால், வெல்டட் அடுக்கின் குழி பகுதி மறுபாய்வுக்குப் பிறகு அளவிடப்பட்டது, மேலும் 260 ℃ உச்ச உலை வெப்பநிலையுடன் ஒப்பிடும்போது, வெவ்வேறு உச்ச உலை வெப்பநிலை நிலைகளின் கீழ், QFN மற்றும் சிப்பின் வெல்டட் அடுக்கின் குழி கணிசமாக மாறவில்லை என்பது கண்டறியப்பட்டது, படம் 11 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது போல. வெவ்வேறு உச்ச உலை வெப்பநிலை QFN மற்றும் சிப்பின் வெல்டிங் அடுக்கில் உள்ள துளை மீது வெளிப்படையான விளைவைக் கொண்டிருக்கவில்லை, இது ஒரு செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணி அல்ல என்பதைக் காட்டுகிறது.
வெவ்வேறு உச்ச வெப்பநிலைகளின் வெற்றிட ஒப்பீடு
மேலே உள்ள சோதனைகள் QFN மற்றும் சிப்பின் வெல்ட் லேயர் குழியைப் பாதிக்கும் குறிப்பிடத்தக்க காரணிகள் ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம் மற்றும் எஃகு கண்ணி தடிமன் என்பதைக் குறிக்கின்றன.
4 சாலிடர் பேஸ்ட் பிரிண்டிங் ரிஃப்ளோ வெல்டிங் கேவிட்டி மேம்பாடு
வெல்டிங் குழியை மேம்படுத்த 4.1DOE சோதனை
QFN மற்றும் சிப்பின் வெல்டிங் அடுக்கில் உள்ள துளை, முக்கிய செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகளின் (ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம் மற்றும் எஃகு மெஷ் தடிமன்) உகந்த மதிப்பைக் கண்டறிவதன் மூலம் மேம்படுத்தப்பட்டது. சாலிடர் பேஸ்ட் SAC305 வகை 4, எஃகு மெஷ் வடிவம் கட்ட வகை (100% திறப்பு பட்டம்), உச்ச உலை வெப்பநிலை 260 ℃, மற்றும் பிற சோதனை நிலைமைகள் சோதனை உபகரணங்களைப் போலவே இருந்தன. DOE சோதனை மற்றும் முடிவுகள் அட்டவணை 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. QFN மற்றும் சிப் வெல்டிங் துளைகளில் எஃகு மெஷ் தடிமன் மற்றும் ரிஃப்ளக்ஸ் நேரத்தின் தாக்கங்கள் படம் 12 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. முக்கிய செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகளின் தொடர்பு பகுப்பாய்வு மூலம், 100 μm எஃகு மெஷ் தடிமன் மற்றும் 80 வினாடி ரிஃப்ளக்ஸ் நேரத்தைப் பயன்படுத்துவது QFN மற்றும் சிப்பின் வெல்டிங் குழியை கணிசமாகக் குறைக்கும் என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது. QFN இன் வெல்டிங் குழி விகிதம் அதிகபட்சம் 27.8% இலிருந்து 16.1% ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது, மேலும் சிப்பின் வெல்டிங் குழி விகிதம் அதிகபட்சம் 20.5% இலிருந்து 14.5% ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது.
சோதனையில், 1000 தயாரிப்புகள் உகந்த நிலைமைகளின் கீழ் (100 μm எஃகு கண்ணி தடிமன், 80 வினாடி ரிஃப்ளக்ஸ் நேரம்) தயாரிக்கப்பட்டன, மேலும் 100 QFN மற்றும் சிப்பின் வெல்டிங் குழி விகிதம் சீரற்ற முறையில் அளவிடப்பட்டது. QFN இன் சராசரி வெல்டிங் குழி விகிதம் 16.4% ஆகவும், சிப்பின் சராசரி வெல்டிங் குழி விகிதம் 14.7% ஆகவும் இருந்தது. சிப் மற்றும் சிப்பின் வெல்டிங் குழி விகிதம் வெளிப்படையாகக் குறைக்கப்பட்டுள்ளது.
4.2 புதிய செயல்முறை வெல்டிங் குழியை மேம்படுத்துகிறது.
உண்மையான உற்பத்தி நிலைமை மற்றும் சோதனை, சிப்பின் அடிப்பகுதியில் உள்ள வெல்டிங் குழி பகுதி 10% க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, ஈய பிணைப்பு மற்றும் மோல்டிங்கின் போது சிப் குழி நிலை விரிசல் பிரச்சனை ஏற்படாது என்பதைக் காட்டுகிறது. DOE ஆல் மேம்படுத்தப்பட்ட செயல்முறை அளவுருக்கள் வழக்கமான சாலிடர் பேஸ்ட் ரீஃப்ளோ வெல்டிங்கில் உள்ள துளைகளை பகுப்பாய்வு செய்து தீர்ப்பதற்கான தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியாது, மேலும் சிப்பின் வெல்டிங் குழி பகுதி விகிதத்தை மேலும் குறைக்க வேண்டும்.
சாலிடரில் மூடப்பட்டிருக்கும் சிப், சாலிடரில் உள்ள வாயு வெளியேறுவதைத் தடுப்பதால், சாலிடர் பூசப்பட்ட வாயுவை நீக்குவதன் மூலம் அல்லது குறைப்பதன் மூலம் சிப்பின் அடிப்பகுதியில் உள்ள துளை விகிதம் மேலும் குறைக்கப்படுகிறது. இரண்டு சாலிடர் பேஸ்ட் பிரிண்டிங்குடன் கூடிய ரீஃப்ளோ வெல்டிங்கின் ஒரு புதிய செயல்முறை ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது: ஒரு சாலிடர் பேஸ்ட் பிரிண்டிங், ஒரு சாலிடர் பேஸ்ட் பிரிண்டிங் QFN ஐ உள்ளடக்காத ரீஃப்ளோ மற்றும் சாலிடரில் வாயுவை வெளியேற்றும் வெற்று சிப்; இரண்டாம் நிலை சாலிடர் பேஸ்ட் பிரிண்டிங், பேட்ச் மற்றும் இரண்டாம் நிலை ரிஃப்ளக்ஸ் ஆகியவற்றின் குறிப்பிட்ட செயல்முறை படம் 13 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
75μm தடிமனான சாலிடர் பேஸ்ட்டை முதல் முறையாக அச்சிடும்போது, சிப் கவர் இல்லாத சாலிடரில் உள்ள பெரும்பாலான வாயு மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேறுகிறது, மேலும் ரிஃப்ளக்ஸுக்குப் பிறகு தடிமன் சுமார் 50μm ஆகும். முதன்மை ரிஃப்ளக்ஸ் முடிந்த பிறகு, குளிரூட்டப்பட்ட திடப்படுத்தப்பட்ட சாலிடரின் மேற்பரப்பில் சிறிய சதுரங்கள் அச்சிடப்படுகின்றன (சாலிடர் பேஸ்டின் அளவைக் குறைக்க, வாயு கசிவின் அளவைக் குறைக்க, சாலிடர் ஸ்பேட்டரைக் குறைக்க அல்லது நீக்க), மற்றும் 50 μm தடிமன் கொண்ட சாலிடர் பேஸ்ட் (மேலே உள்ள சோதனை முடிவுகள் 100 μm சிறந்தது என்பதைக் காட்டுகின்றன, எனவே இரண்டாம் நிலை அச்சிடலின் தடிமன் 100 μm.50 μm=50 μm), பின்னர் சிப்பை நிறுவவும், பின்னர் 80 வினாடிகள் வழியாக திரும்பவும். முதல் பிரிண்டிங் மற்றும் ரீஃப்ளோவுக்குப் பிறகு சாலிடரில் கிட்டத்தட்ட துளை இல்லை, மேலும் இரண்டாவது பிரிண்டிங்கில் சாலிடர் பேஸ்ட் சிறியது, மேலும் படம் 14 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி வெல்டிங் துளை சிறியது.
சாலிடர் பேஸ்டின் இரண்டு அச்சுகளுக்குப் பிறகு, வெற்று வரைதல்
4.3 வெல்டிங் குழி விளைவை சரிபார்த்தல்
2000 தயாரிப்புகளின் உற்பத்தி (முதல் அச்சிடும் எஃகு கண்ணியின் தடிமன் 75 μm, இரண்டாவது அச்சிடும் எஃகு கண்ணியின் தடிமன் 50 μm), மற்ற நிபந்தனைகள் மாறாமல், 500 QFN இன் சீரற்ற அளவீடு மற்றும் சிப் வெல்டிங் குழி விகிதம், முதல் ரிஃப்ளக்ஸ்க்குப் பிறகு புதிய செயல்முறை குழி இல்லை என்பதைக் கண்டறிந்தது, இரண்டாவது ரிஃப்ளக்ஸ் QFNக்குப் பிறகு அதிகபட்ச வெல்டிங் குழி விகிதம் 4.8% மற்றும் சிப்பின் அதிகபட்ச வெல்டிங் குழி விகிதம் 4.1% ஆகும். அசல் ஒற்றை-பேஸ்ட் அச்சிடும் வெல்டிங் செயல்முறை மற்றும் DOE உகந்ததாக்கப்பட்ட செயல்முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, படம் 15 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெல்டிங் குழி கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது. அனைத்து தயாரிப்புகளின் செயல்பாட்டு சோதனைகளுக்குப் பிறகு சிப் விரிசல்கள் எதுவும் கண்டறியப்படவில்லை.
5 சுருக்கம்
சாலிடர் பேஸ்ட் அச்சிடும் அளவு மற்றும் ரிஃப்ளக்ஸ் நேரத்தை மேம்படுத்துவது வெல்டிங் குழி பகுதியைக் குறைக்கலாம், ஆனால் வெல்டிங் குழி விகிதம் இன்னும் அதிகமாக உள்ளது. இரண்டு சாலிடர் பேஸ்ட் அச்சிடும் ரிஃப்ளோ வெல்டிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவது வெல்டிங் குழி விகிதத்தை திறம்பட மற்றும் அதிகப்படுத்தலாம். QFN சர்க்யூட் வெற்று சிப்பின் வெல்டிங் பகுதி முறையே 4.4 மிமீ x4.1 மிமீ மற்றும் 3.0 மிமீ x2.3 மிமீ ஆக இருக்கலாம். ரீஃப்ளோ வெல்டிங்கின் குழி விகிதம் 5% க்கும் குறைவாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது ரீஃப்ளோ வெல்டிங்கின் தரம் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது. இந்த ஆய்வறிக்கையில் உள்ள ஆராய்ச்சி பெரிய பகுதி வெல்டிங் மேற்பரப்பின் வெல்டிங் குழி சிக்கலை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு முக்கியமான குறிப்பை வழங்குகிறது.
