Kesan pelindung haba terhadap kewujudan retak semasa kerja semula sambungan pateri tatasusunan grid bebola berkepadatan tinggi

Abstract

Kerja semula pada komponen tatasusunan grid bola (BGA) adalah bahagian penting dalam pemasangan papan litar bercetak (PCBA) terutamanya untuk peletakan populasi komponen berketumpatan tinggi. Pada reka bentuk produk berketumpatan tinggi, berbilang komponen BGA diletakkan berdekatan antara satu sama lain justeru komponen BGA bersebelahan mempunyai risiko tinggi terdedah kepada pengaliran semula haba semasa kerja semula. Pelindung haba digunakan untuk mengelakkan kerosakan haba atau mekanikal pada komponen, papan litar bercetak (PCB), komponen bersebelahan, dan sambungan paterinya. Hubungan antara suhu komponen BGA bersebelahan dan kerosakan akibat haba pada sambungan pateri bahagian atas dan bawah PCBA semasa proses kerja semula menggunakan lokasi peletakan pelindung haba yang berbeza telah disiasat. Terdapat empat pembolehubah digunakan dalam kajian ini; sampel W: kerja semula tanpa pelindung haba sebagai sampel kawalan, X: kerja semula dengan meletakkan pelindung haba pada lokasi komponen bersebelahan, Y: kerja semula dengan meletakkan pelindung haba berbentuk “U” pada sumber haba, dan Z: kerja semula dengan meletakkan pelindung haba berbentuk segi empat sama pada sumber haba. Ujian pencelup dan tarik (DP) digunakan untuk menentukan kesan pasca kerja semula pada sambungan pateri. Hasil penembusan pencelup dan pengukuran suhu telah dipetakan dan dianalisis secara kuantitatif untuk memahami hubungan antara peletakan lokasi pelindung haba dan kerosakan sambungan pateri semasa kerja semula. Orientasi retakan sambungan pateri telah dianalisis bersama dengan corak laluan perambatan pada tatasusunan pateri pad komponen BGA menggunakan pendekatan arah kardinal dan ordinal. Kerataan permukaan pakej komponen BGA diukur dengan menggunakan ujian Shadow Moiré. Analisis sinar-X 3D dan mikroskop imbasan elektron (SEM) untuk memerhati garisan patah pada sambungan pateri dan permukaan topografi. Dengan mengoptimumkan penempatan pelindung haba seperti sampel Z, suhu puncak pada komponen bersebelahan boleh dikurangkan sehingga 8%. Sejajar dengan itu, suhu puncak pada bahagian tengah dan penjuru komponen BGA boleh dikekalkan masing-masing di bawah 195 °C dan 210 °C untuk meningkatkan kebolehharapan PCBA dengan meminimumkan kerosakan sambungan pateri. Keputusan menunjukkan bahawa orientasi retakan sambungan pateri pada tatasusunan pateri BGA dikaitkan dengan lokasi komponen kerja semula pada PCBA. Komponen bersebelahan berhampiran lokasi kerja semula berkecenderungan mempunyai lebih banyak kejadian retakan sambungan pateri jika haba daripada komponen kerja semula tidak dikawal. Hasilnya mungkin berguna untuk pengurusan haba semasa kerja semula menggunakan pelindung haba yang melibatkan peletakan komponen BGA berketumpatan tinggi pada kedua-dua belah PCBA.