Причины растрескивания смоляного материала печатной платы под BGA-пластинами в процессе SMTP-обработки

Растрескивание смоляных материалов печатных плат происходит из-за наличия в них удерживаемой влаги. Причиной этого является высокая температура пайки, приводящая к повышению давления паров. Трещины также могут возникать из-за того, что тепловое расширение платы приводит к изменению расстояния между площадками BGA. Для снижения риска возникновения такого рода дефектов можно использовать альтернативные варианты отделки площадок, что позволяет уменьшить тепловое воздействие на соседние корпуса.

Попавшая влага вызывает растрескивание смоляного материала печатных плат

Попавшая внутрь влага может вызвать широкий спектр отказов печатных плат, включая расслоение, образование пузырей и миграцию металла. Она также может изменить диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь, снижая скорость переключения схем. Влага также повышает уровень напряжений в различных элементах печатной платы, включая медные и bga-прокладки. Она также может привести к окислению медных поверхностей, что снижает смачиваемость отделочных материалов. Кроме того, она может увеличить вероятность возникновения электрических замыканий и обрывов. Это особенно проблематично, поскольку производство печатных плат включает в себя множество этапов, на которых используется вода.

В процессе обработки печатных плат попавшая в них влага может привести к появлению трещин в смоляном материале печатной платы. В связи с этим производители печатных плат должны обращать внимание на размер отверстия под паяльную маску. Его размер должен быть меньше желаемой площади площадки. Если площадь площадки SMD слишком велика, то прокладка шарика припоя будет затруднена.

Температура пайки оплавлением повышает давление паров

На коробление корпуса при пайке BGA могут влиять различные факторы. К ним относятся преимущественный нагрев, теневые эффекты и высокоотражающие поверхности. К счастью, процессы принудительной конвекционной проточки позволяют уменьшить эти эффекты.

Высокая температура пайки может привести к ухудшению состояния паяльной пластины. Повышение температуры может привести к уменьшению высоты паяного соединения, в результате чего высота отступа припоя становится меньше первоначальной высоты отступа припоя.

Форма крепежной площадки также является важным фактором, определяющим прочность паяного соединения. Рекомендуется использовать большие и широкие площадки, а не маленькие. Увеличение площади увеличивает вероятность образования трещин.

Липкий флюс снижает тепловое воздействие на соседние упаковки

Липкий флюс - это термоплавкий материал, используемый при сборке корпусов микросхем и флип-чипов. В его состав входят химически активные вещества, которые растворяются в материале подложки при нагреве. После отверждения липкий флюс становится частью структуры конечного пакета.

Флюсы, являясь химическими смачивателями, облегчают процесс пайки, снижая поверхностное натяжение расплавленного припоя и обеспечивая его более свободное растекание. Они могут наноситься методом окунания, печати или переноса штифтом. Во многих случаях они совместимы с эпоксидным заполнителем. Это позволяет снизить тепловое воздействие на соседние пакеты при обработке припоя.

Использование липкого флюса позволяет снизить тепловое воздействие на соседние корпуса при пайке. Однако этот метод имеет свои ограничения. Причиной выхода флюса из строя может быть несколько факторов. Примеси в флюсе могут мешать процессу пайки, делая паяное соединение непрочным. Кроме того, для правильной очистки паяльной пасты перед пайкой требуется дорогостоящее оборудование.

Альтернативные варианты отделки накладок

На поведение печатной платы при распространении трещин может влиять используемая отделка накладок. Для решения этой проблемы были разработаны различные методы. Одним из них является использование органического консерванта паяемости. Этот консервант эффективен против окисления площадок. Кроме того, он помогает сохранить качество паяного соединения.

Геометрия площадки определяет жесткость платы. Она также определяет отверстие паяльной маски. Толщина платы и материалы, используемые для создания каждого слоя, влияют на жесткость платы. Как правило, оптимальным является соотношение площадок и устройств 1:1.

Методы испытаний для определения характеристик растрескивания смоляных материалов печатных плат

Существуют различные методы испытаний для определения характеристик материалов на основе смолы для печатных плат в процессе SMTP-обработки. К ним относятся электрические характеристики, неразрушающие методы и испытания физических свойств. В некоторых случаях для выявления кратеров на подложке может использоваться комбинация этих методов.

Одним из методов проверки для выявления трещин является измерение расстояния между выводами. Как правило, для периферийных корпусов приемлемым является расстояние 0,004 дюйма, а для корпусов BGA - 0,008 дюйма. Другой метод испытания, позволяющий определить характеристики смоляного материала печатных плат, - измерение коэффициента теплового расширения. Этот коэффициент выражается в промилле/градус Цельсия.

Другим методом является технология flip chip. Этот процесс позволяет изготавливать подложки BGA с высокой плотностью флип-чипов. Он широко используется в современной упаковке ИС. Процесс изготовления flip chip требует высококачественной отделки, которая должна быть равномерной и не содержать примесей для обеспечения паяемости. Обычно они достигаются путем нанесения электролитического никелирования на медную площадку и тонкого слоя иммерсионного золота. Толщина слоя ENIG зависит от срока службы печатной платы, но обычно она составляет около 5 мкм для никеля и 0,05 мкм для золота.