Kényszerkonvekciós és gőzfázisú újraömlesztéses forrasztással készített kötések összehasonlító vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Krammer Olivér
Elektronikai Technológia Tanszék

A munkám során elvégzett irodalomkutatás alapján a gőzfázisú forrasztás újra előtérbe kerülésének fő oka a megnövekedett forrasztási hőmérséklet okozta problémák kiküszöbölése. A gőz hőközlése egyenletesebb fűtést biztosít, ami csökkenti a hőmérsékletkülönbség miatt kialakuló hibák valószínűségét.

A két forrasztási folyamat összehasonlításaként közel azonos fűtési faktortú hőprofilokat állítottam be, és vizsgáltam BGA tokozású alkatrészeknél a külső és belső bumpok hőmérsékletbeli különbségét. Eredményeim alapján a szakirodalomban említett hőmérsékletbeli különbség a fűtés során kényszerkonvekciós forrasztásnál duplája a gőzfázisú forrasztásnál tapasztaltnak. A csúcshőmérsékleten mért különbség egyik esetben sem jelentős.

A röntgenmikroszkópos vizsgálatok eredményeiből megállapítottam, hogy várakozásaimmal ellentétben a gőzfázisú forrasztás tartalmaz kevesebb makro zárványt. Ennek oka valószínűsíthetően, hogy a gőzfázisú forrasztás hőprofilja jóval hosszabb, így a folyasztószer gőzei könnyebben el tudnak távozni a kötésből.

A mikro zárványok kötésen belüli eloszlását keresztmetszeti csiszolat vizsgálatával állapítottam meg a bump középvonalában. Eredményeim alapján elmondható, hogy kényszerkonvekciós forrasztás esetén a mikro zárványok eloszlása a bump felső és alsó részében közel azonos, ezzel ellentétben gőzfázisú forrasztásnál a mikro zárványok 90 %-a a hordozó oldali kötés közelében helyezkedik el. Ebből arra következtetek, hogy gőzfázisú forrasztásnál a hordozó oldali kötések megbízhatósága a rosszabb.

A kötések megbízhatóságának összehasonlítása érdekében élettartam vizsgálatot terveztem. A mintákat 1000 ciklusú hősokk terhelésnek vetettem alá és a kötéseket 250 ciklusonként vizsgáltam.

A keresztmetszeti csiszolatok vizsgálatai alapján elmondható, hogy a mikro zárványok elhelyezkedésének arányából levont következtetésem helytálló, miszerint gőzfázisú forrasztásnál a hordozó oldali kötés a gyengébb. A forrasztott kötések repedésvizsgálati eredményeit összevetve elmondható, hogy megbízhatóság szempontjából a gőzfázisú forrasztással készült kötések bizonyultak jobbnak a hordozó és alkatrész oldalon egyaránt.

Penetrációs vizsgálat alapján meghatároztam, hogy hősokk terhelés hatására a nyomtatott huzalozású lemez mindkét forrasztási eljárás esetén azonos mértékben hajlamos repedésre.

Összegzésként elmondható, hogy a gőzfázisú forrasztás jó alternatívát biztosít a jelenleg legszélesebb körben elterjedt kényszerkonvekciós forrasztás kiváltására, minőségi, megbízhatósági és gazdaságossági szempontból egyaránt.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.