1 Hordhac
Kulanka guddiga wareegga, koollada alxanka ayaa lagu daabacaa suufka wareegga wareegga marka hore, ka dibna qaybo kala duwan oo elektiroonig ah ayaa lagu dhejiyaa. Ugu dambayntii, ka dib foornada dib u soo qulqulaya, kuulyada daasadda ah ee koollada alxanka ayaa dhalaalay dhammaan noocyada kala duwan ee qaybaha elektiroonigga ah iyo suufka alxanka ee looxa wareegga ayaa la wada alxanayaa si loo xaqiijiyo isu imaatinka submodules koronto. Tignoolajiyada dusha sare (sMT) ayaa si isa soo taraysa loogu isticmaalaa baakadaha cufnaanta sare leh, sida xirmada heerka nidaamka (siP), aaladaha ballgridarray (BGA), iyo Chip awood bannaan, xirmo fidsan labajibbaaran oo pin-yar (quad aatNo-lead, oo loo yaqaan QFN) ) qalab.
Sababtoo ah sifooyinka habka alxanka alxanka alxanka iyo walxaha, ka dib alxanka dib-u-socodka ee qalabkan waaweyn ee alxanka, waxaa jiri doona godad ku yaal aagga alxanka, taas oo saameyn doonta guryaha korantada, guryaha kulaylka iyo sifooyinka farsamada ee waxqabadka sheyga, iyo xitaa keeni guuldarada alaabta, sidaas darteed, si loo hagaajiyo koollada alxanka reflow godka alxanka noqday hab iyo dhibaato farsamo in ay tahay in la xaliyo, cilmi-baarayaasha qaar ka mid ah ayaa falanqeeyay oo bartay sababaha BGA alxanka kubada alxanka, iyo bixinta xal hagaajin, alxanka caadiga ah. koollada dib-u-qulqulka alxanka aagga alxanka QFN ee ka weyn 10mm2 ama aagga alxanka ee ka weyn 6 mm2's xal jajab qaawan ayaa maqan.
Isticmaal alxanka Preformsolder iyo alxanka foornada reflux vacuum reflux si aad u hagaajisid daloolka alxanka. Alxanka horay loo sii diyaariyey wuxuu u baahan yahay qalab gaar ah si loo tilmaamo qulqulka. Tusaale ahaan, chip-ku waa la dhimay oo si dhab ah ayuu u foorarsaday ka dib marka chip-ka si toos ah loogu dhejiyo alxanka la sii diyaariyay. Haddi uu jilibka dulsaarka qulqulka dib u soo noqdo ka dibna farta lagu fiiqo, habsocodka waxa lagu kordhiyaa laba dib-u-qulqulaya, iyo qiimaha alxanka hore loo sii diyaariyey iyo walxaha dareeraha ahi aad ayuu uga sarreeyaa koollada alxanka.
Qalabka dib-u-soo-celinta vacuum waa qaali, awoodda faaruqa ee qolka faaruqa ee madaxa bannaan waa mid aad u hooseeya, wax-qabadka kharashku maaha mid sarreeya, dhibaatada daasadda daasadda waa mid halis ah, taas oo ah arrin muhiim ah oo ku saabsan codsiga cufnaanta sare iyo yar-yar. alaabta. Warqadan, oo ku salaysan habka alxanka dib-u-socodka koollada caadiga ah, habka alxanka dib-u-socodka labaad ee cusub ayaa la sameeyay oo la soo bandhigay si loo hagaajiyo godka alxanka iyo xalinta dhibaatooyinka isku-xidhka iyo dildilaaca caagga ah ee ay keento daloolka alxanka.
2 Daabacaadda koollada alxanka dib u qulqulaya godka alxanka iyo habka wax soo saarka
2.1 godka alxanka
Alxanka dib u qulqulaya ka dib, badeecada waxaa lagu tijaabiyay raajada. Daloollada aagga alxanka ee leh midab khafiif ah ayaa la ogaaday inay sabab u tahay alxanka ku filnaansho la'aanta lakabka alxanka, sida ku cad sawirka 1
Ogaanshaha raajada ee daloolka xumbo
2.2 Habka samaynta ee godka alxanka
Qaadashada sAC305 koollada alxanka tusaale ahaan, halabuurka ugu muhiimsan iyo shaqada ayaa lagu muujiyay shaxda 1. qulqulka iyo kuulyada daasadaha ayaa isku xidhan iyagoo qaab dhejis ah leh. Saamiga culeyska alxanka daasadda ilaa qulqulka waa qiyaastii 9:1, saamiga muggana waa ilaa 1:1.
Kadib koollada alxanka la daabaco oo lagu rakibo qaybo kala duwan oo elegtaroonig ah, koollada alxanka waxay mari doontaa afar heer oo ah kulayl, firfircooni, reflux iyo qaboojin marka ay soo marto foornada reflux. Xaaladda koollada alxanka ayaa sidoo kale ka duwan heerkul kala duwan oo heerar kala duwan ah, sida ku cad sawirka 2.
Tixraaca xogta aag kasta oo alxanka dib u qulqulaya
Marxaladda kululaynta iyo kicinta ka hor, qaybaha isbedbeddelaya ee qulqulka ku jira koollada alxanka waxay u beddelmi doonaan gaas marka la kululeeyo. Isla mar ahaantaana, gaasaska ayaa soo bixi doona marka oksaydhka dusha sare ee lakabka alxanka la saaro. Qaar ka mid ah gaasaskan ayaa isbedeli doona oo ka tagi doona koolada alxanka, iyo tusbaxyada alxanka ayaa si adag loo adkeyn doonaa sababtoo ah isbedbeddelka qulqulka. Marxaladda dib-u-soo-celinta, qulqulka haray ee koollada alxanka ayaa si degdeg ah u soo bixi doona, kuulka daasadaha ayaa dhalaali doona, qadar yar oo gaas ah oo qulqulaya iyo inta badan hawada u dhexeysa kuulyada daasadaha lama kala firdhi doono wakhtiga, iyo hadhaaga Daasadda dhalaalaysa iyo xiisadda daasadda dhalaalaysa ayaa ah qaab-dhismeedka sandwich-ka hamburger-ka waxaana lagu qabtaa suufka alxanka ee looxa wareegga iyo qaybaha elektaroonigga ah, gaaska ku duudduuban daasadda dareeraha ah way adag tahay in laga baxsado oo keliya qulqulka sare ee wakhtiga dhalaalka sare waa mid aad u badan. gaaban Marka daasad dhalaalaysa ay qaboojiso oo ay noqoto daasad adag, daldaloolo ayaa ka soo baxa lakabka alxanka waxaana samaysma godadka alxanka, sida ku cad sawirka 3aad.
Jaantuska jaantuska maran ee ay keentay alxanka koollada dib u qulqulaya
Sababta asaasiga ah ee daloolka alxanka ayaa ah in hawada ama gaaska kacsan ee ku duudduubay koollada alxanka ka dib aan si buuxda loo saarin. Waxyaalaha saamaynta ku leh waxaa ka mid ah walxaha koollada alxanka leh, qaabka daabacaadda koollada alxanka, qaddarka daabacaadda koollada alxanka, heerkulka reflux, wakhtiga reflux, cabbirka alxanka, qaab-dhismeedka iyo wixii la mid ah.
3. Xaqiijinta arrimaha saamaynta leh ee daabacaadda koollada alxanka ee dib u qulqulaya godadka alxanka
QFN iyo tijaabooyinka jajabka qaawan ayaa la isticmaalay si loo xaqiijiyo sababaha ugu waaweyn ee dib u soo noqoshada humaagga alxanka, iyo in la helo habab lagu wanaajiyo bannaanka alxanka ee dib u qulqulaya ee ay daabacday koollada alxanka. QFN iyo koollada bareega ah ee alxanka dib u soo celinta astaanta alaabta alxanka ayaa lagu muujiyey sawirka 4,QFN cabbirka alxanka waa 4.4mmx4.1mm, oogada alxanka waa lakabka qasacadaysan (100% daasad saafi ah); Cabbirka alxanka ee jajabka qaawan waa 3.0mmx2.3mm, lakabka alxanka waxaa lagu miiray lakabka nikkel-vanadium bimetallic, lakabka korena waa vanadium. suufka alxanka ee substrate-ku waxa uu ahaa nikkel-palladium-dahab-midhid aan koronto lahayn, dhumucdiisuna waxa ay ahayd 0.4μm/0.06μm/0.04μm. SAC305 koollada alxanka ayaa la isticmaalaa, qalabka daabacaadda koollada alxan waa DEK Horizon APix, qalabka foornada reflux waa BTUPyramax150N, qalabka raajadana waa DAGExD7500VR.
QFN iyo sawiro alxanka jajaban oo qaawan
Si loo fududeeyo isbarbardhigga natiijooyinka tijaabada, alxanka dib u qulqulka ayaa lagu sameeyay shuruudaha shaxda 2.
Miiska xaaladda alxanka dib u qulqulaya
Ka dib markii la dhammeeyey alxanka dusha sare iyo dib-u-qulqulka alxanka, lakabka alxanka waxaa lagu ogaaday raajo, waxaana la ogaaday inay jiraan daloolo waaweyn oo lakabka alxanka ah ee hoose ee QFN iyo chip qaawan, sida ku cad sawirka 5.
QFN iyo Chip Hologram (X-ray)
Maaddaama cabbirka daasadda daasadda, dhumucda mesh birta, heerka furitaanka, qaabka mesh birta, wakhtiga reflux iyo heerkulka foornada ee ugu sarreysa ayaa dhammaantood saameyn doona dib-u-qulqulka alxanka, waxaa jira arrimo badan oo saameyn leh, kuwaas oo si toos ah loo xaqiijin doono imtixaanka DOE, iyo tirada tijaabada kooxuhu aad bay u weyn doonaan. Waa lagama maarmaan in si degdeg ah loo baadho oo loo go'aamiyo arrimaha saamaynta weyn ku leh iyada oo loo marayo tijaabada isbarbardhigga, ka dibna lagu sii wanaajiyo arrimaha saamaynta ugu weyn iyada oo loo marayo DOE.
3.1 Cabbirrada godadka alxanka iyo koollada daasadaha alxanka ah
Nooca3 (xajmiga tusbaxa 25-45 μm) SAC305 tijaabada koollada alxanka, xaaladaha kale weli isma beddelaan. Dib-u-qulqulka ka dib, godadka lakabka alxanka ayaa la cabbiraa waxaana la barbar dhigayaa koollada nooca4. Waxa la ogaaday in godadka ku jira lakabka alxanka aanay si weyn u kala duwanayn labada nooc ee koollada alxanka, taas oo muujinaysa in xabagta alxanka leh ee cabbirka kuulku aanay wax saamayn ah ku yeelanayn godadka ku jira lakabka alxanka, taas oo aan ahayn arrin saamaynaysa. sida ku cad FIG. 6 Sida ku cad.
Isbarbardhigga godad budo ah oo bir ah oo cabbirro kala duwan leh
3.2 Dhumucda godka alxanka iyo mesh birta daabacan
Dib-u-qulqulka ka dib, aagga daloolka lakabka alxanka ayaa lagu cabbiray shabagyada birta daabacan oo dhumucdiisu tahay 50 μm, 100 μm iyo 125 μm, iyo xaalado kale ayaa weli isbedelin. Waxaa la ogaaday in saamaynta dhumucda kala duwan ee mesh birta ah (koollada alxanka) ee QFN la barbar dhigo kan daabacan ee mesh birta ah oo dhumucdiisu tahay 75 μm Marka dhumucda mesh birta ay korodho, aagga godka ayaa si tartiib tartiib ah hoos ugu dhacaya. Kadib marka la gaaro dhumuc gaar ah (100μm), aagga daloolku wuu rogi doonaa oo wuxuu bilaabi doonaa inuu kordho kororka dhumucda mesh birta, sida ku cad sawirka 7.
Tani waxay muujinaysaa in marka qadarka koollada alxanka la kordhiyo, daasadda dareeraha leh reflux waxaa daboolaya jajabka, iyo meesha bannaanka baxsiga hawadu uu yahay mid cidhiidhi ah afar dhinac. Marka qadarka koollada alxanka la beddelo, soo bixidda baxsasho hawo ee hadhaa waa la kordhiyaa, iyo dillaaca degdegga ah ee hawada lagu duudduubay daasad dareere ah ama gaas kacsan oo ka baxsanaysa daasadda dareeraha ah waxay keeni doontaa daasad dareere ah inay ku firdhiso agagaarka QFN iyo jajabka.
Tijaabadu waxay ogaatay in marka ay bataan dhumucda mesh birta, xumbada dilaaca ee ka dhalatay baxsashada hawada ama gaasta aan kacsanayn ay sidoo kale kordhi doonto, iyo suurtogalnimada daasada ku firidhsan agagaarka QFN iyo chip sidoo kale waxay kordhin doontaa si la mid ah.
Isbarbardhigga godadka mesh birta ee dhumucdiisu kala duwan tahay
3.3 saamiga aagga godka alxanka iyo furitaanka mesh birta
Mesh-ka birta daabacan ee leh heerka furitaanka ee 100%, 90% iyo 80% waa la tijaabiyay, iyo xaalado kale ayaa wali is bedelin. Dib-u-soo-noqoshada ka dib, aagga dalool ee lakabka alxanka ayaa la qiyaasay waxaana la barbar dhigay mesh birta daabacan oo leh 100% heerka furitaanka. Waxaa la ogaaday in uusan jirin farqi weyn oo u dhexeeya daloolka lakabka alxanka ee hoos yimaada shuruudaha heerka furitaanka ee 100% iyo 90% 80, sida ku cad sawirka 8.
Isbarbardhigga godka aagga furitaanka kala duwan ee mesh birta ee kala duwan
3.4 dalool alxan leh iyo qaab mesh bir daabacan
Imtixaanka qaabka daabacaadda ee koollada alxanka ee xariijimaha b iyo shabagga janjeera ee c, xaaladaha kale weli isma beddelin. Dib-u-qulqulka ka dib, aagga godka lakabka alxanka ayaa la cabbiraa waxaana la barbar dhigayaa qaabka daabacaadda ee shabagga a. Waxa la ogaaday in aanu jirin farqi weyn oo u dhexeeya godka lakabka alxanka ee hoos yimaada shuruudaha shabagga, xariijimaha iyo shabagga u janjeedha, sida ku cad sawirka 9.
Isbarbardhigga godadka qaababka kala duwan ee furitaanka ee mesh birta
3.5 dalool alxanka iyo wakhtiga reflux
Ka dib markii waqti dheer reflux (70 s, 80 s, 90 s) baaritaanka, xaaladaha kale ayaa weli isbedelin, dalool ee lakabka alxanka ayaa la qiyaasay ka dib reflux, iyo marka la barbar dhigo wakhtiga reflux ee 60 s, waxaa la ogaaday in kororka waqtiga reflux, aagga dalool alxanka ayaa hoos u dhacay, laakiin baaxadda dhimista ayaa si tartiib tartiib ah hoos ugu dhacday kororka waqtiga, sida ku cad Jaantuska 10. Tani waxay muujinaysaa in haddii ay dhacdo wakhti ku filan oo dib-u-celin ah, kordhinta wakhtiga reflux waa mid ku habboon qulqulka buuxa ee hawada. lagu duudduubay daasad dareere ah oo dhalaalaysa, laakiin ka dib markii wakhtiga dib-u-soo-celinta uu kordho wakhti go'an, hawada ku duudduuban daasadda dareeraha ah way adag tahay inay mar kale soo qulqulaan. Waqtiga reflux waa mid ka mid ah arrimaha saameeya daloolka alxanka.
Isbarbardhigga maran ee dhererka wakhtiga reflux ee kala duwan
3.6 godka alxanka iyo heerkulka foornada ugu sarreysa
Iyada oo 240 ℃ iyo 250 ℃ tijaabada heerkulka foornada ugu sarreysa iyo xaalado kale oo aan isbeddelin, aagga godka lakabka alxanka ayaa la qiyaasay ka dib markii uu dib u soo laabtay, marka la barbar dhigo 260 ℃ heerkulka foornada ugu sarreysa, waxaa la ogaaday in xaaladaha heerkulka foornada ugu sarreysa ee kala duwan, godka lakabka alxanka ah ee QFN iyo chip si weyn isuma bedelin, sida ku cad Jaantuska 11. Waxay muujinaysaa in heerkulka foornada ee kala duwan aysan saameyn muuqata ku yeelan QFN iyo daloolka lakabka alxanka ee chip, taas oo aan ahayn arrin saameyn leh.
Isbarbardhigga madhan ee heerkulka ugu sarreeya ee kala duwan
Tijaabooyinka kore waxay muujinayaan in arrimaha muhiimka ah ee saameeya daloolka lakabka alxanka ee QFN iyo chip ay yihiin waqtiga reflux iyo dhumucda mesh birta.
4 Daabacaadda koollada alxanka dib u qulqulaya hagaajinta daloolka alxanka
4.1 DOE tijaabi si loo hagaajiyo daloolka alxanka
Daloolka lakabka alxanka ee QFN iyo chip waa la hagaajiyay iyadoo la helay qiimaha ugu habboon ee arrimaha saamaynta weyn ku leh (waqtiga dib u soo celinta iyo dhumucda mesh birta). Xabagta alaabtu waxay ahayd SAC305 type4, qaabka mesh birta wuxuu ahaa nooca shabagga (100% heerka furitaanka), heerkulka foornada ee ugu sarreysa wuxuu ahaa 260 ℃, xaaladaha kale ee imtixaanku waxay la mid yihiin kuwa qalabka tijaabada. Tijaabada DOE iyo natiijooyinka ayaa lagu muujiyey Shaxda 3. Saamaynta dhumucda mesh birta iyo wakhtiga reflux ee QFN iyo godadka alxanka chip ayaa lagu muujiyey Jaantuska 12. Iyada oo loo marayo falanqaynta isdhexgalka ee arrimaha saamaynta ugu weyn, Waxaa la ogaaday in la isticmaalayo 100 μm dhumucda mesh birta iyo 80 s wakhtiga dib-u-soo-celinta waxay si weyn u dhimi kartaa godka alxanka ee QFN iyo chip. Heerka daloolka alxanka ee QFN waxa laga dhimay ugu badnaan 27.8% ilaa 16.1%, iyo heerka alxanka ee godka chip waxa laga dhimay ugu badnaan 20.5% ilaa 14.5%.
Tijaabada, 1000 badeecooyin ah ayaa lagu soo saaray xaaladaha ugu fiican (100 μm dhumucdiisuna tahay mesh birta, 80 s wakhtiga reflux), iyo heerka daloolka alxanka ee 100 QFN iyo chip ayaa si aan kala sooc lahayn loo cabbiray. Celceliska heerka daloolka alxanka ee QFN wuxuu ahaa 16.4%, celceliska heerka daloolka alxanka ee chip wuxuu ahaa 14.7% Heerka daloolka alxanka ee chip-ka iyo chip-ka ayaa iska cad in la dhimay.
4.2 Habka cusub waxa uu hagaajiyaa daloolka alxanka
Xaaladda wax-soo-saarka dhabta ah iyo imtixaanku waxay muujinayaan in marka aagga alxanka ee hoose ee chip uu ka yar yahay 10%, dhibka dillaaca booska godka chip ma dhici doono inta lagu jiro isku-xidhka iyo qaabeynta rasaasta. Halbeegyada habraaca ay hagaajisay DOE ma buuxin karaan shuruudaha falanqaynta iyo xallinta godadka alxanka koollada caadiga ah ee dib u qulqulaya alxanka, iyo heerka aagga alxanka ee jajabku wuxuu u baahan yahay in la sii yareeyo.
Mar haddii jajabka lagu daboolay alxanka uu ka hortagayo in gaaska ku jira alxanka uu ka baxsado, heerka daloolka guntiisa hoose ee jajabku wuu sii yaraanayaa iyadoo la baabi'inayo ama la yareynayo gaaska dahaarka leh. Nidaam cusub oo alxanka dib-u-qulqulaya oo leh laba daabac oo alxanka ah ayaa la qaatay: hal daabacaadda koollada alxanka, mid dib u qulqulaya oo aan daboolin QFN iyo jajab qaawan oo ku shubaya gaaska alxanka; Habka gaarka ah ee daabacaadda koollada sare ee alxanka, balastar iyo dib-u-soo-celinta sare ayaa lagu muujiyey sawirka 13.
Marka koollada qaro weyn ee 75μm la daabaco markii ugu horeysay, inta badan gaaska ku jira alxanka oo aan lahayn dabool daboolan ayaa ka baxa dusha sare, dhumucda dib u soo noqoshada ka dib waa qiyaastii 50μm. Ka dib marka la dhammeeyo dib-u-soo-celinta aasaasiga ah, labajibaaran yaryar ayaa lagu daabacaa dusha sare ee alxanka adag ee la qaboojiyey (si loo yareeyo qadarka koollada alxanka, la yareeyo qadarka gaaska daadanaya, la yareeyo ama la baabi'iyo qashinka alxanka), iyo koollada alxanka leh dhumucdiisuna waa 50 μm (natiijooyinka tijaabada ee kore waxay muujinayaan in 100 μm uu yahay kan ugu fiican, markaa dhumucda daabacaadda labaad waa 100 μm.50 μm=50 μm), ka dibna ku dheji chip, ka dibna ku soo celi 80 s. Ku dhawaad ma jiro wax dalool ah oo ku yaal alxanka ka dib daabacaadda koowaad iyo dib u soo celinta, koollada alxanka ee daabacaadda labaad waa yar tahay, dalool alxanka waa yar yahay, sida ku cad sawirka 14aad.
Ka dib laba daabac oo koollada alxanka ah, sawir godan
4.3 Xaqiijinta saamaynta daloolka alxanka
Soo saarista 2000 oo badeecooyin ah ( dhumucda mesh birta daabacaadda koowaad waa 75 μm, dhumucda mesh birta daabacaadda labaad waa 50 μm), xaalado kale oo aan isbeddelin, cabbirka random ee 500 QFN iyo heerka alxanka jajabka, ayaa la ogaaday in habka cusub Dib-u-soo-celinta koowaad ka dib dalool ma jiro, ka dib reflux labaad QFN Heerka alxanka ugu badan waa 4.8%, heerka ugu sarreeya ee daloolka alxanka ee chip-ka waa 4.1%. Marka la barbar dhigo habka alxanka daabacaadda asalka ah ee hal-dhejinta ah iyo habka la hagaajiyay ee DOE, godka alxanka ayaa si weyn loo dhimay, sida ku cad Jaantuska 15. Wax dillaac ah lama helin ka dib tijaabooyinka shaqeynta ee dhammaan alaabta.
5 Kooban
Hagaajinta qadarka daabacaadda koollada alxanka iyo wakhtiga reflux waxay yarayn kartaa aagga alxanka, laakiin heerka daloolka alxanka ayaa weli weyn. Isticmaalka laba koollada daabacaadda farsamooyinka alxanka dib u soo celinta ayaa si wax ku ool ah u kordhin kara heerka daloolka alxanka. Aagga alxanka ee QFN chip bare circuit wuxuu noqon karaa 4.4mm x4.1mm iyo 3.0mm x2.3mm siday u kala horreeyaan ee wax soo saarka tirada badan Heerka daloolka alxanka dib-u-socodka waxaa lagu xakameynayaa ka hooseeya 5%, taas oo hagaajinaysa tayada iyo isku halaynta alxanka dib-u-socodka. Cilmi-baadhista ku jirta warqadan waxay bixinaysaa tixraac muhiim ah oo lagu hagaajinayo dhibaatada alxanka ee dusha sare ee alxanka.
Waqtiga boostada: Jul-05-2023
