Было заявлено, что образование пустот является проблемой для надежности в случае с реболлингом компонентов [3]. Причина этого в количестве флюса, необходимого как для удаления шариков, так и для процесса прикрепления. Если остатки флюса не отчищены полностью, эти остатки могут стать источником образования пустот как после реболлинга, так и после монтажа платы. С помощью рентгеновской инспекции было определено, что для данных реболлинговых компонентов образование пустот не является проблемой (см. Рис.7).
Тест на сдвиг холодных шариков
Для определения влияния процесса реболлинга на механические свойства паяных соединений, был проведен тест на сдвиг шариков на реболлинговых паяных соединениях с помощью тестера Dage® Series 4000. Тест на сдвиг проводился при скорости сдвига 1 мм/с (результаты в Таблице 1). Тип повреждения был определен как полный вязкий перелом припоя. Полученные результаты по силе сдвига были схожи с другими SnPb компонентами такого же размера.
Поперечное сечение и анализ микроструктуры
В случае с реболлингом BGA компонентов существует проблема с избыточным ростом IMC из-за множественных циклов пайки во время процесса реболлинга [1, 2, 6]. Из-за жесткой и хрупкой природы слоя IMC, избыточное формирование IMC может ослабить силу паяного соединения, особенно при высоких ударных нагрузках. Соединения были подвергнуты поперечному сечению для изучения структуры IMC. По сравнению с оригинальным IMC слоем, увеличение толщины слоя IMC в реболлинговых BGA не было очевидным. Толщина была в пределах разумного уровня между 1.2 μm и 2.7 μm, что показано на Рис.8. Это может быть из-за слоя никеля в ENIG поверхностном покрытии, который служит хорошим барьером и ингибирует ускоренный рост слоя IMC.
Поперечный разрез показывает микротрещины в углу паяных соединений внутри слоя никеля. На удивление практически каждое соединение имело такие трещины, что было ненормальным, если трещины были вызваны повреждением, созданным процессом реболлинга. Кроме того, как показывает Рис.9, трещины закругляются, что не похоже на трещины, вызванные определенным стрессом. Был проведен дальнейший анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). Кроме никеля и золота, на поверхности трещины были обнаружены барий и сера, которые могут быть главными компонентами слоя паяльной маски. Эти данные указывают на то, что скорее всего трещины были вызваны загрязнением. Свежие компоненты были подвергнуты поперечному сечению и в них также были обнаружены подобные трещины. Следовательно, было подтверждено, что процесс реболлинга не был причиной данных трещины и они возникли во время процесса производства компонентов.
Чтобы выяснить, могут ли данные микротрещины стать причиной проблем с надежностью или нет, реболлинговые компоненты были подвергнуты поперечному сечению после ESS теста. Было обнаружено, что микротрещины не распространяются дальше и остаются такими же. Поставщик компонентов также подтвердил, что основной причиной этой проблемы был избыточное травление во время нанесения слоя никеля. Согласно их оценке, эти микротрещины не должны привести к каким-либо проблемам с надежностью.
