Raisons de la fissuration de la résine des circuits imprimés sous les plaques BGA pendant le traitement SMTP

La fissuration des matériaux en résine des circuits imprimés est due à la présence d'humidité emprisonnée. La raison en est une température de soudure élevée qui entraîne une augmentation de la pression de vapeur. Les fissures peuvent également se produire en raison de la dilatation thermique de la carte, qui modifie l'espacement entre les pistes BGA. Pour réduire le risque de ce type de défaut, il est possible d'utiliser d'autres finitions de plots, ce qui réduit l'impact thermique sur les boîtiers adjacents.

L'humidité emprisonnée provoque des fissures dans la résine des circuits imprimés

L'humidité emprisonnée peut provoquer un large éventail de défaillances des circuits imprimés, notamment la délamination, la formation de cloques et la migration des métaux. Elle peut également modifier la constante diélectrique et le facteur de dissipation, réduisant ainsi la vitesse de commutation des circuits. L'humidité augmente également les niveaux de contrainte dans diverses caractéristiques des circuits imprimés, y compris les pastilles de cuivre et les pastilles bga. Elle peut également entraîner l'oxydation des surfaces en cuivre, ce qui réduit la mouillabilité des finitions. En outre, elle peut augmenter l'apparition de courts-circuits et d'ouvertures électriques. Ce problème est d'autant plus grave que la fabrication des circuits imprimés comporte de nombreuses étapes qui impliquent l'utilisation d'eau.

Au cours du traitement des smt, l'humidité emprisonnée peut entraîner des fissures dans le matériau de résine des PCB. C'est pourquoi les fabricants de circuits imprimés doivent faire attention à la taille de l'ouverture du masque de soudure. La taille doit être inférieure à la surface de contact souhaitée. Si la surface de la pastille du SMD est trop grande, il sera difficile d'acheminer la boule de soudure.

Les températures de soudage par refusion augmentent la pression de vapeur

Différents facteurs peuvent influencer le gauchissement des boîtiers pendant le brasage des BGA. Il s'agit notamment du chauffage préférentiel, des effets d'ombre et des surfaces hautement réfléchissantes. Heureusement, les processus de refusion par convection forcée peuvent réduire ces effets.

Une température de refusion élevée peut entraîner une détérioration de la bosse de soudure. L'augmentation de la température peut entraîner une réduction de la hauteur du joint de soudure, ce qui se traduit par une distance de soudure inférieure à la hauteur d'origine de la bosse de soudure.

La forme de la pastille de fixation est également un facteur important pour déterminer la robustesse du joint de soudure. Il est recommandé d'utiliser des patins plus grands et plus larges que des patins plus petits. L'augmentation de la surface augmente le risque de fissuration.

Le flux collant réduit l'impact thermique sur les emballages adjacents

Le flux collant est un matériau thermodurcissable utilisé lors de l'assemblage de puces et de boîtiers de puces retournées. Il est composé de produits chimiques réactifs qui sont solubilisés dans le matériau de remplissage pendant le chauffage par refusion. Une fois durci, le flux collant devient partie intégrante de la structure du réseau de l'emballage final.

Agent chimique mouillant, les flux facilitent le processus de brasage en réduisant la tension superficielle de la brasure en fusion, ce qui lui permet de s'écouler plus librement. Ils peuvent être appliqués par trempage, par impression ou par transfert de broches. Dans de nombreux cas, ils sont compatibles avec le remplissage époxy. Cela leur permet de réduire l'impact thermique des boîtiers adjacents pendant le traitement smt.

L'utilisation d'un flux collant réduit l'impact thermique sur les boîtiers adjacents pendant le brasage. Cette méthode présente toutefois des limites. Plusieurs facteurs peuvent être à l'origine d'une défaillance du flux. Les impuretés présentes dans le flux peuvent interférer avec le processus de brasage, ce qui affaiblit le joint de soudure. En outre, il faut un équipement coûteux pour nettoyer correctement la pâte à braser avant le brasage.

Autres finitions des tampons

Le comportement de propagation des fissures d'un circuit imprimé peut être affecté par les finitions des tampons utilisées. Diverses méthodes ont été mises au point pour résoudre ce problème. L'une de ces méthodes est l'utilisation d'un conservateur de soudabilité organique. Ce conservateur est efficace contre l'oxydation des tampons. En outre, il contribue à maintenir la qualité du joint de soudure.

La géométrie des pastilles définit la rigidité de la carte. Elle définit également l'ouverture du masque de soudure. L'épaisseur de la carte et les matériaux utilisés pour créer chaque couche influencent la rigidité de la carte. En règle générale, un rapport de 1:1 entre la pastille et l'appareil est optimal.

Méthodes d'essai pour caractériser la fissuration de la résine des circuits imprimés

Diverses méthodes d'essai sont disponibles pour caractériser les performances des matériaux en résine pour circuits imprimés pendant le traitement SMTP. Il s'agit notamment de la caractérisation électrique, de méthodes non destructives et d'essais sur les propriétés physiques. Dans certains cas, une combinaison de ces tests peut être utilisée pour détecter la formation de cratères sur les tampons.

Une méthode d'essai pour identifier les fissures consiste à mesurer la distance entre les broches. En général, 0,004 pouce est acceptable pour les boîtiers périphériques, et 0,008 pouce pour les boîtiers BGA. Une autre méthode d'essai pour caractériser le matériau de résine des circuits imprimés consiste à mesurer le coefficient de dilatation thermique. Ce coefficient est exprimé en ppm/degré Celsius.

Une autre méthode est la technique du flip chip. Ce procédé permet de fabriquer des substrats BGA à haute densité. Il est largement utilisé dans l'emballage des circuits intégrés avancés. Le processus de flip chip nécessite des finitions de haute qualité, uniformes et exemptes d'impuretés pour la soudabilité. Ces finitions sont généralement obtenues par nickelage chimique sur la pastille de cuivre et par une fine couche d'or par immersion. L'épaisseur de la couche ENIG dépend de la durée de vie de l'assemblage du circuit imprimé, mais elle est généralement d'environ 5 um pour le nickel et de 0,05 um pour l'or.