怎么削减无铅阵列封装中的空泛？
无铅合金，的外表张力大于锡铅焊锡膏。一旦构成气泡，外表张力会阻止气泡从焊点向外逃逸。正因为如此，削减气泡最有用的方法是尽量防止气泡发生。对工艺和资料进行优化，可以有用地防止气泡发生。下面的剖析阐明，不论运用哪一种焊膏，只需选好温度曲线和焊盘的外表处理，就可以得到最理想的成果。为了防止其他要素的影响，只挑选了N和W两种焊膏。经过试验确认每种资料的最优温度曲线和焊盘外表处理。
试验
这项研讨包括两个阶段。在第一阶段（W焊膏），挑选一块0.062英寸厚、6 × 4平方英寸大的规范测验电路板。运用距离为1.2 mm、256个输入/输出的BGA，这是用仿真芯片和SAC合金球脚做的仿真元件。有时，可以用实践的电路板和元件，可是本钱很高，不切合实践。在挑选食目睹时，尽量运用相同的元件尺度和距离。用于印刷焊锡膏的是150 μm厚的不锈钢模板，孔是圆的，孔和焊盘比值为1:1。在试验中运用了四种焊盘外表处理：浸银（ImmAg）、浸锡（ImmSn）、铜（Cu）和化学镀镍浸金（ENIG）。然后从三种再流焊温度曲线中选取一条温度曲线对电路板进行再流焊。
电路板在再流焊后，用X射线进行剖析。
第二阶段（焊膏N）比第一阶段简略，它运用尺度较小、有132个输入/输出的芯片级封装（CSP），用SAC球脚，贴装在测验电路板上。只用一个包括预热的温度曲线，运用预热温度较低的温度曲线和温度线性上升的温度曲线。然后再用X射线体系來剖析整块电路板。
试验成果
在剖析焊锡膏构成气泡的功能时，要考虑两个要素：气泡的尺度散布和气泡总数。许多小气泡对可靠性的影响远低于一个大气泡。对记载数据进行了剖析，得到不同外表涂层和温度曲线的气泡尺度散布和气泡总数。用简略的计算方法来确认，看起来很清晰的不同从计算的视点讲是否十分大。关于W焊膏，焊盘运用不同的外表涂层、用不同的温度曲线时气泡尺度的散布。查看数据阐明，在不同焊盘上、用三种温度曲线时，气泡尺度散布存在根本性的不同。除铜焊盘外，用线性温度曲线时，发生的气泡比较小，大气泡就较少。把线性温度曲线用于铜焊盘时，一切尺度的气泡都比较少。关于两条包括预热区的温度曲线，气泡散布曲线十分挨近，拖着长长的尾巴，一个气泡的体积到达球脚体积的十分之一。一般说来，用预热温度高的温度曲线时，一切尺度的气泡比用预热温度低的温度曲线所发生的气泡多。不过，气泡尺度的散布曲线不能阐明焊点中的气泡总数，不能对不同的温度曲线进行比较，应该看看气泡总数。
图1 用于研讨气泡的再流焊温度曲线。
气泡尺度的散布曲线十分挨近，可是把气泡数据汇总起来得到每个焊点的气泡总数，就可以看出焊锡膏N和焊锡膏W在不同的温度曲线下的不同（图2a和b）。试验标明，关于焊锡膏W，用不同炉温曲线的计算成果是不同的，关于焊锡膏N，线性炉温曲线和预热温度底的炉温曲线的计算成果不同也十分大。关于焊锡膏W，数据标明，气泡增多是与未进入熔化阶段时温度的升高有关。而焊锡膏N则相反。这充沛地阐明每一种焊锡膏都有自己的特色，需求区别对待。关于焊锡膏W，气泡增多与炉温曲线预热温度升高的有关，这阐明，在预热阶段，粉末外表的氧化程度增大。因为微粒外表的氧化程度上升，把活性剂用完了；在焊锡膏的温度到达熔化温度时现已没有活性剂可以用来减小金属的外表张力，因此在凝聚时蒸汽跑不掉。焊錫膏N则不同，很可能是因为温度升高，使得挥发性资料挥发掉，一起（或许是）在到达或许超越焊料熔化温度时，资料变得不稳定，发生反响，因此气泡減少。
图2 a是用不同的炉温曲线时，焊锡膏W的<气泡总数。图2 b是用不同的炉温曲线时，焊锡膏N的气泡总数。
图3 a是焊盘用不同的外表处理时，焊锡膏W的气泡总数。
图3 b是焊盘用不同的外表处理时，焊锡膏N的气泡总数。在焊盘外表处理方面，对气泡总数的数据剖析阐明，它与外表处理有关–小一些，可是从计算数据看是显着的。用W焊锡膏的焊盘外表处理分红两组：一组是浸锡和ENIG，一组是浸银和铜。浸锡和ENIG相差不多，它们发生的气泡总数比浸银和铜少──浸银和铜也相差不多。关于N焊锡膏，在ENIG/铜外表涂层上也可以看到相同的作用，这阐明可能与焊盘外表涂层的化学性质联系大些，而焊锡膏与助焊剂的相互作用的影响小些。不同焊盘外表涂层的湿润才能也会对成果发生影响。
再流焊温度曲线对气泡巨细和数量的影响是最大的，最理想的温度曲线与运用的助焊剂有关。需求充沛了解各种助焊剂是怎么跟着温度曲线的改变而改变的，要进行进一步的研讨来改进助焊剂的化学性质、生产出更经用、可以接受温度曲线改变并且气泡总数比较低的资料。
