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電子組裝中的 BGA 空洞現象

派蒂不得不承認,過去幾週確實令人振奮。她針對批判性思考所做的演講,在美國陸軍遊騎兵和海軍海豹突擊隊面前進行得非常順利。如今,當地報紙邀請她就當前總統初選的政治民調發表看法。派蒂正忙著完成給報社的回應,接著就要與皮特開會,討論他們正在 為麥克·馬迪根準備的無效化簡報 。她的回應如下:

編輯先生/女士:

在我所在的州,我最支持的候選人在民調中僅落後 1%,但在初選當天卻以 5% 的差距落敗。為什麼民調的準確度不夠高呢?

此致,

感到失望

親愛的「失望者」,

真得同情這些民調機構。他們必須透過抽樣調查一個可控的樣本數——例如 1,000 人——來預測未來會發生什麼事。這種情況帶來了幾項挑戰。 首先,樣本必須能代表整體人口。這絕非易事。他們必須確保這1,000人能代表整個州的總體人口。若在這1,000人中,年長者、年輕人、富裕階層、低收入者、受過高等教育者及教育程度較低者等群體的比例不當,其預測結果便會出現偏差。 舉例來說,假設該州 45% 的居民擁有學士學位或更高學歷,但樣本中卻有 60% 的人擁有學士學位或更高學歷。這種差異很可能導致樣本無法代表整體人口,進而使結果產生偏差。

讓我們回到你的候選人身上,我們就稱他為候選人 A。結果顯示,候選人 A 僅獲得總人口的 47.5% 支持,而他的對手候選人 B 則獲得 52.5% 的支持,兩者差距正是你所提到的 5%。 假設民調機構建立了一個由 1,000 人組成的良好樣本,且該樣本能非常貼近地代表該州整體情況。由於統計上的變異性,期望這 1,000 名受訪者中支持候選人 A 的比例恰好為 47.5% 或 475 人,是不合理的。 為了顯示實際數字與475不同的機率,我們必須使用下圖1所示的二項式分佈。請注意,在1,000人的總體中,支持候選人A的人數達到495人或以上的機率約為10%(圖中為0.1085)。這種不確定性,加上建立完美樣本的困難,使得約5%的民調誤差並不罕見。

二項式分佈圖(n=1000,p=0.475),其中 495 以外的紅色尾部已進行陰影處理,並標示為 0.1085。

圖 1。請注意,儘管 475/1,000 的可能性最高,但如果整體人口中有 47.5% 支持候選人 A,那麼在 1,000 人的樣本中,有 10% 的機率會出現 495 人或更多人支持候選人 A。

就在派蒂剛說完這句話時,皮特走到了她的辦公室門口。

「嘿,小夥子!我們能不能跟麥克·馬迪根討論一下我對『BGA 球體中的空洞』那一節的看法?」皮特開心地問道。

「當然。到目前為止你有什麼進展?」派蒂問道。

「我正在強調回流曲線的重要性。你看到這張圖表(下方的圖 2)了嗎?」皮特開口說道。

0.5mm 與 0.8mm CSP 在居中微孔上,歷經三次回流焊接後的空洞率柱狀圖。

圖 2. 此種熱浸程序在 CSP 和 BGA 球上產生的氣孔最少。

「哇!這確實顯示出高溫浸泡程序相較於低溫浸泡程序的優勢。不過,最讓我驚訝的是,高溫浸泡程序相較於『漸升至峰值』程序(RTP)竟有如此顯著的優勢,」派蒂評論道。

「氣溫上升的時機難道不重要嗎?」派蒂問道。

「這正是我接下來要說的重點。看看這張圖表,」皮特興致勃勃地說。

此圖顯示脫氣速率與熱輸入的關係,其中通量 X 的峰值較低,且向左偏移。

圖 3. 當回流曲線與助焊劑特性相結合,能在焊料液化前產生脫氣現象(紅色曲線)時,將能將氣孔形成降至最低。

「製程工程師必須確保在焊料熔化之前,大部分助焊劑已揮發殆盡,如同紅色曲線所示,而非如黑色曲線那樣——在焊料熔化(Tm)的過程中,幾乎所有的助焊劑都在釋放氣體。透過正確搭配助焊劑與回流曲線,便能確保達到這種狀況,」皮特自信地說道。

「還有其他事嗎,皮特教授?」帕蒂問道。

「與您的焊膏供應商合作以取得這條紅色曲線,確實很有幫助。他們應該能告訴您,哪種回流曲線和焊膏最有可能產生這種結果,」皮特笑著總結道。

他還帶點戲謔地補充道:「對……皮特教授。」

「羅伯正在研究用於 BTC 的散熱墊的排熱問題,對吧?」帕蒂問道。

「沒錯。他說兩天後就能準備好,」皮特回答道。

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羅伯將採取什麼計畫來將 BTC 的清算風險降至最低?派蒂會對此感到滿意嗎?請繼續關注後續詳情。

最美好的祝願

羅恩・L.