Az SMTP-feldolgozás során a PCB-gyantaanyag repedésének okai a BGA-párnák alatt

A PCB-gyantaanyag repedése a benne lévő nedvesség jelenléte miatt következik be. Ennek oka a magas forrasztási hőmérséklet, amely a gőznyomás növekedését eredményezi. A repedések azért is előfordulhatnak, mert a lap hőtágulása miatt a BGA-lapok közötti távolság megváltozik. Az ilyen típusú hibák kockázatának csökkentése érdekében alternatív padkakezelések alkalmazhatók, amelyek csökkentik a szomszédos csomagokra gyakorolt hőhatást.

A beszorult nedvesség pcb gyanta anyag repedéseket okoz

A beszorult nedvesség a nyomtatott áramköri lapok meghibásodásának széles skáláját okozhatja, beleértve a leválást, a hólyagosodást és a fémvándorlást. Megváltoztathatja a dielektromos állandó és a disszipációs tényezőt is, csökkentve az áramkör kapcsolási sebességét. A nedvesség emellett növeli a feszültségszintet a különböző PCB-elemekben, beleértve a réz- és bga-lapkákat is. Oxidációhoz is vezethet a rézfelületeken, ami csökkenti a felületképzés nedvesíthetőségét. Ezenkívül növelheti az elektromos rövidzárlatok és nyitások előfordulását. Ez különösen azért problémás, mert a NYÁK gyártása számos olyan lépést tartalmaz, amely víz felhasználásával jár.

Az smt-feldolgozás során a beszorult nedvesség repedésekhez vezethet a PCB-gyanta anyagában. Emiatt a NYÁK-gyártóknak figyelniük kell a forrasztási maszk nyílás méretére. A méretnek kisebbnek kell lennie, mint a kívánt síkfelület. Ha az SMD pad területe túl nagy, akkor nehéz lesz a forraszgolyó útvonala.

Az újraforrasztási forrasztási hőmérséklet növeli a gőznyomást

A BGA forrasztás során különböző tényezők befolyásolhatják a csomag megvetemedését. Ezek közé tartozik a preferenciális melegedés, az árnyékhatás és az erősen tükröződő felületek. Szerencsére a kényszerkonvekciós újraforrasztási eljárások csökkenthetik ezeket a hatásokat.

A magas visszaolvasztási hőmérséklet a forrasztási dudor romlásához vezethet. A hőmérséklet emelkedése a forrasztási kötés magasságának csökkenéséhez vezethet, ami a forrasztási ütközés eredeti magasságánál kisebb forrasztási távolságot eredményez.

A rögzítési felület alakja szintén fontos tényező a forrasztási kötés szilárdságának meghatározásában. Ajánlatos nagyobb, szélesebb betéteket használni, mint kisebbeket. A megnövelt felület növeli a repedés esélyét.

A tapadós fluxus csökkenti a szomszédos csomagokra gyakorolt hőhatást

A tapadós fluxus egy hőre keményedő anyag, amelyet a chipskála és a flip chip csomagok összeszerelése során használnak. Összetétele reaktív vegyi anyagokból áll, amelyek az újraömlesztési melegítés során oldódnak az alultöltő anyagban. Kikeményedés után a ragacsos fluxus a végleges csomag nettó munkaszerkezetének részévé válik.

A folyasztószerek kémiai nedvesítőszerek, amelyek megkönnyítik a forrasztási folyamatot azáltal, hogy csökkentik az olvadt forraszanyag felületi feszültségét, így az szabadabban folyik. Alkalmazhatók mártással, nyomtatással vagy tűátvitellel. Sok esetben kompatibilisek az epoxi alátöltéssel. Ez lehetővé teszi, hogy csökkentsék a szomszédos csomagok hőhatását az smt-feldolgozás során.

A ragadós folyósítószer használata csökkenti a szomszédos csomagokra gyakorolt hőhatást forrasztás közben. Ennek a módszernek azonban vannak korlátai. Számos tényező okozhatja a folyasztószer meghibásodását. A folyósítószerben lévő szennyeződések zavarhatják a forrasztási folyamatot, ami a forrasztási kötést gyengévé teszi. Ezenkívül költséges berendezésre van szükség a forraszpaszta megfelelő tisztításához a forrasztás előtt.

Alternatív pad kivitelek

A nyomtatott áramköri lapok repedés terjedési viselkedését befolyásolhatják az alkalmazott felületkezelések. E probléma megoldására különböző módszereket dolgoztak ki. Az egyik ilyen módszer a szerves forraszthatóság-konzerváló szerek használata. Ez a konzerválószer hatékony a padok oxidációja ellen. Ezenkívül segít megőrizni a forrasztási kötés minőségét.

A pad geometria határozza meg a deszka merevségét. Ez határozza meg a forrasztási maszk nyílását is. A lap vastagsága és az egyes rétegek létrehozásához használt anyagok befolyásolják a lap merevségét. Általában az 1:1 pad-eszköz arány az optimális.

Vizsgálati módszerek a NYÁK-gyantaanyag repedésének jellemzésére

Különböző vizsgálati módszerek állnak rendelkezésre a NYÁK-gyantaanyagok teljesítményének jellemzésére az SMTP-feldolgozás során. Ezek közé tartozik az elektromos jellemzés, a roncsolásmentes módszerek és a fizikai tulajdonságok vizsgálata. Bizonyos esetekben e tesztek kombinációja használható a pad kráteresedésének kimutatására.

A repedések azonosításának egyik vizsgálati módszere a csapok közötti távolság mérése. A perifériás csomagok esetében általában 0,004 hüvelyk, a BGA csomagok esetében pedig 0,008 hüvelyk az elfogadható. Egy másik vizsgálati módszer a PCB gyantaanyag jellemzésére a hőtágulási együttható mérése. Ezt az együtthatót ppm/ Celsius-fokban fejezik ki.

Egy másik módszer a flip chip technika. Ez az eljárás nagy sűrűségű flip chip BGA szubsztrátumok gyártását teszi lehetővé. Széles körben alkalmazzák a fejlett IC-csomagolásban. A flip chip-eljárás a forraszthatóság érdekében kiváló minőségű, egyenletes és szennyeződésektől mentes felületeket igényel. Ezeket jellemzően a rézbetét fölötti, elektródás nikkelezéssel és egy vékony merülő aranyréteggel érik el. Az ENIG réteg vastagsága a NYÁK-szerelvény élettartamától függ, de általában körülbelül 5 um a nikkel és 0,05 um az arany esetében.