Alasan Bahan Resin PCB Retak di Bawah Bantalan BGA Selama Pemrosesan SMTP

Retaknya bahan resin PCB terjadi karena adanya uap air yang terperangkap. Penyebabnya adalah suhu penyolderan yang tinggi yang menghasilkan peningkatan tekanan uap. Keretakan juga dapat terjadi karena ekspansi termal papan menyebabkan jarak antara bantalan BGA berubah. Untuk mengurangi risiko jenis kesalahan ini, lapisan pad alternatif dapat digunakan, yang mengurangi dampak termal pada paket yang berdekatan.

Kelembaban yang terperangkap menyebabkan bahan resin PCB retak

Kelembaban yang terperangkap dapat menyebabkan berbagai kegagalan PCB, termasuk delaminasi, melepuh, dan migrasi logam. Hal ini juga dapat mengubah konstanta dielektrik dan faktor disipasi, sehingga mengurangi kecepatan pengalihan sirkuit. Kelembaban juga meningkatkan tingkat stres pada berbagai fitur PCB, termasuk bantalan tembaga dan bga. Hal ini juga dapat menyebabkan oksidasi pada permukaan tembaga, yang mengurangi keterbasahan lapisan akhir. Selain itu, hal ini dapat meningkatkan terjadinya korsleting listrik dan terbuka. Hal ini sangat bermasalah karena fabrikasi PCB melibatkan banyak langkah yang melibatkan penggunaan air.

Selama pemrosesan smt, uap air yang terperangkap dapat mengakibatkan retakan pada bahan resin PCB. Karena itu, produsen PCB harus memperhatikan ukuran bukaan masker solder. Ukurannya harus lebih kecil dari luas lahan yang diinginkan. Jika area pad SMD terlalu besar, akan sulit untuk merutekan bola solder.

Suhu penyolderan aliran ulang meningkatkan tekanan uap

Berbagai faktor dapat memengaruhi pelengkungan paket selama penyolderan BGA. Ini termasuk pemanasan istimewa, efek bayangan, dan permukaan yang sangat reflektif. Untungnya, proses reflow konveksi paksa dapat mengurangi efek-efek ini.

Suhu reflow yang tinggi dapat menyebabkan kerusakan tonjolan solder. Kenaikan suhu dapat menyebabkan pengurangan tinggi sambungan solder, sehingga menghasilkan kebuntuan solder yang lebih kecil dari tinggi asli tonjolan solder.

Bentuk bantalan sambungan juga merupakan faktor penting dalam menentukan kekokohan sambungan solder. Disarankan untuk menggunakan bantalan yang lebih besar dan lebih lebar daripada yang lebih kecil. Area yang lebih luas akan meningkatkan kemungkinan retak.

Fluks norak mengurangi dampak termal pada paket yang berdekatan

Fluks norak adalah bahan termoset yang digunakan selama penskalaan chip dan perakitan paket flip chip. Komposisinya terdiri dari bahan kimia reaktif, yang dilarutkan dalam bahan pengisi selama pemanasan reflow. Setelah sembuh, fluks lengket menjadi bagian dari struktur kerja bersih paket akhir.

Sebagai bahan pembasah kimiawi, fluks memfasilitasi proses penyolderan dengan mengurangi tegangan permukaan solder cair, sehingga memungkinkannya mengalir lebih bebas. Fluks dapat diaplikasikan dengan mencelupkan, mencetak, atau memindahkan pin. Dalam banyak kasus, fluks ini kompatibel dengan lapisan bawah epoksi. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengurangi dampak termal dari paket yang berdekatan selama pemrosesan smt.

Menggunakan fluks yang lengket mengurangi dampak termal pada paket yang berdekatan selama penyolderan. Namun, metode ini memiliki keterbatasan. Beberapa faktor dapat menyebabkan fluks gagal. Kotoran dalam fluks dapat mengganggu proses penyolderan, membuat sambungan solder menjadi lemah. Selain itu, diperlukan peralatan yang mahal untuk membersihkan pasta solder dengan benar sebelum menyolder.

Hasil akhir pad alternatif

Perilaku perambatan retak pada PCB dapat dipengaruhi oleh lapisan pad yang digunakan. Berbagai metode telah dikembangkan untuk mengatasi masalah ini. Salah satu metode ini adalah penggunaan pengawet kemampuan solder organik. Pengawet ini efektif melawan oksidasi pad. Selain itu, ini membantu menjaga kualitas sambungan solder.

Geometri pad menentukan kekakuan papan. Hal ini juga menentukan pembukaan masker solder. Ketebalan papan dan bahan yang digunakan untuk membuat setiap lapisan memengaruhi kekakuan papan. Umumnya, rasio pad-ke-perangkat 1:1 adalah optimal.

Metode pengujian untuk mengkarakterisasi keretakan bahan resin PCB

Berbagai metode pengujian tersedia untuk mengkarakterisasi kinerja bahan resin PCB selama pemrosesan SMTP. Ini termasuk karakterisasi listrik, metode tidak rusak, dan uji sifat fisik. Dalam beberapa kasus, kombinasi dari pengujian ini dapat digunakan untuk mendeteksi kawah pad.

Salah satu metode pengujian untuk mengidentifikasi keretakan adalah dengan mengukur jarak antar pin. Biasanya, 0,004 inci dapat diterima untuk paket periferal, dan 0,008 inci dapat diterima untuk Paket BGA. Metode pengujian lain untuk mengkarakterisasi bahan resin PCB adalah dengan mengukur koefisien muai panas. Koefisien ini dinyatakan sebagai ppm / derajat Celcius.

Metode lainnya adalah teknik flip chip. Proses ini memungkinkan fabrikasi substrat BGA flip chip dengan kepadatan tinggi. Ini banyak digunakan dalam kemasan IC tingkat lanjut. Proses flip chip membutuhkan hasil akhir berkualitas tinggi yang seragam dan bebas dari kotoran agar dapat disolder. Ini biasanya dicapai dengan pelapisan nikel tanpa listrik di atas bantalan tembaga dan lapisan tipis emas imersi. Ketebalan lapisan ENIG tergantung pada masa pakai rakitan PCB, tetapi biasanya sekitar 5 um untuk nikel dan 0,05 um untuk emas.