Leiterplattentechnisch - Die Alterung und Verschlechterung der Lötstellenfestigkeit der Leiterplatte

Die Alterung und Verschlechterung vauf die Lot Gelenk Stärke vauf die Leeserplbeese

1. Alterung vauf Lot Gelenks
After die Schweißen istttttttttttttttttttttttttttt abgeschlossen, die kristallin Struktur vauf die Hanach obent Legierung von die Lot Gelenk is nicht stabil. Es wird schrestweise Zunahme mes Zees zu Reduzieren die intern Stress verursacht von viele Grenzen (usually die Grenze is a Konzentrbeiion von Verunreinigungen, hoch Energie, und stabil Grad is sehr pooder). Sogar at Zimmer Temperatur, die Rekristallisierung Temperatur erfürderlich für häufig eutektisch Legierungen is tatsächlich überschresten. Als die Getreide Größe wird größer und die Grenze wird kleiner, die Verunreinigung Konzentration in die Grenze auch steigt relativ. Einmal die Müdigkees Leben von die Lot Gelenk hat wurden verbraucht von (2)(5)%, dodert wird be Mikrovoid in die Grenze. Und wenn die Ermüdung Leben is verbraucht von (4)0%, es wird be weeser verschlechtert und Mikroderiss wird be produziert, Ursache die Lot Gelenke zu werden schwächer.

Zweeser, die Fehlübereinstimmung von CTE
Once die drei Mitglieder (Stifts, Löte, Pads) sind geschweißt mit a groß CTE-Missübereinstimmung Tropfen in die insgesamt diermisch Erweiterung Koeffizient, die Verschlechterung von die Lot joint Stärke wird Beschleunigung, für Beispiel: die CTE von die Keramik BGA sich selbst is 2ppm/ Grad Celsius, Aber die CTE von die FR-4 Leiterplatte is 14 ppm/ Grad Celsius, und die Schweißen Stärke zwischen die zwei is nicht einfach zu be sehr gut. Die folgende Abbildung Shows zwei vonfensichtlich Beispiele. Als für die lokalisiert CTE Fehlübereinstimmung auch vont tritt auf, solche als 1(7) ppm/°C für Knach obenfer, 18 ppm/°C für Keramik, und 20 ppm/°C für Legierungs42, aber die Wirkung von die oben erwähnte insgesamt Fehlübereinstimmung is von Kurs leicht kleiner. Meinchmal auch die sehr homogen Sn(6)(3)/Pb37 hat ein inhärent CTE-Missübereinstimmung von 6 ppm/ Grad Celsius in die Multi-Zinn Fläche und Mehrblei Fläche (between die two).

3. Beispiele für Störungsmodi

(1) Kalt Schweißen

Refers zu die Lot Palste on die PCB unter die Ball Fuß dalss is nicht vollständig verschmolzen mit die Ball fällig zu unzureichend Wärme während die Rückfluss Prozess. Bei dies Zeit, die sphärisch Oberfläche wird haben a grob und körnig Aussehen, und die Phänomen von Nacken wird auch erscheinen. Nodermalerweise, die innen Ball von die Bauch unten is mehr wahrscheinlich zu be kalt geschweißt.

(2) Dals LötPad selbst haftet nicht am Zinn

Es bedeutet, dass die Oberfläche des Kugelpolsters im BGA-Bereich der Leiterplatte durch Fremdszuffe kontaminiert ist, so dass die LötPaste keine Lötreaktion mit dem unteren Pad haben kann. Wenn die Dose nicht gegessen werden kann, wird die LötPaste geschmolzen und vom Kugelfuß abgesaugt und stellt einen vonfenen Kreislauf dar. Dieses Phänomen kann jedoch manchmal durch das Biegen der Trägerplatte und des hängenden Fußes verursacht werden. Wenn ENIG als Trägerfläche der Leiterplatte verwendet wird, tritt die gleiche unerwünschte Situation auf, wenn die Nickelschicht darin Sympzume einer schwarzen Mattierung aufweist.

(3), den Ball fallen lassen

Refers zu die voderherige Fehler von die BGA Komponente, die is erwärmt während nachgelagert Montage und Schweißen, und is gezogen aVerwendunginunder von seine Hals von extern Kraft, die is verursacht von diermal mechanisch Stress. Allerdings, die Fuß Pads von Leiterplatten sind vonten Loted gut und sind selten fehlt.

(4) Ein geglaubtes Ander

Während des Prozesses, den Ball auf das Trägerbrett zu legen, wurde der Fuß des Balles nicht fest gesetzt, oder der Ball wurde anschließend von einer äußeren Kraft getrvonfen und der Ball wurde zugegeben. Diese Art von Manko ist leicht im Röntgen- oder System- oder SchaltungsPrüfung ((IKT)) zu finden, aber wenn es nur zur Wärmeableitung oder zur gemeingleichen Erdung verwendet wird, spielt es keine Rolle, die innene Kugel, es ist eine undere Sache.

(5) Träger Brett' Biegen und Warp

Tatsächlich wird die Wärme des blewennreien Lötens in Zukunft stark zunehmen. Große Leiterplatten werden sich nicht nur biegen und verzerren, selbst die oderganische Trägerplatte selbst wird der Verfodermung nicht entkommen, und es wird auch die Bauchen Kugelfüße zwingen, mit der Höhe zu schwanken, wie in der Abbildung unten gezeigt. Zur ergänzenden Erklärung des Herausgebers.

Obwohl die Platte der Trägerplatte aus Tg180 BT-Harz besteht, unterscheidet sie sich sehr von der CTE des Chips, der in der innenen Verpackung enthalten ist; Bei zu viel blewennreier Hitze beugt sich das Trägerbrett daher anodermal nach oben, war zu vier Ecken führt. Der Kugelfuß scheint länglich zu sein oder der hängende Fuß hängt in der Luft. Selbst wenn das Schweißen stark ist, wird die Schweißkontaktfläche aufgrund von Spannung und Dehnung reduziert, und die Festigkeit ist unzureichend, so dass der Konstrukteur es nicht wagt, den Kugelbolzen 1/0 an den vier Ecken zu platzieren. Große BGA sind am anfälligsten für dieses anormale Phänomen.

(6) Schäden von extern mechanisch Krafts

Die Schaltung Brett vonten leidet versehentlich Schäden während Montage or tesZinng, und wenn die BGA wird sehr groß, it wird auch Ursache Trauma zu die Ball während die Prüfung, die wird Auswirkungen die Stärke von die nachfolgend Lot Gelenke. Sogar nach die PCBA is montiert, it wird noch be versehentlich betrAusen von extern Krafts, und manchmal auch die Kupfer Pads on die PCB Oberfläche sind gezogen up und schwimmend vonf von Kraft. To be on die sicher Seite, Basis Kleber or zusätzliche Ecke Kleber on die vier Ecken kann be verwendet as a Mittel von Garantie, or auch Zunahme die Fläche von die Ecke Pads or ändern zu oval lang Pads. Allerdings, weil die Designer wird nur use vonf-die-shelf kommerziell svontwsind, so Recht is nicht einfach zu implementieren.

(7) Unzureichende Schweißwärme

Wenn die von der Kugel im Bauchboden absorbierte Wärme unzureichend ist, kann die Kugel selbst nicht in einen flüssigen Zustund geschmolzen werden, so dass sie nicht mit der LötPaste heilen kann, wird ihre Fürm schwierig sein, den normalen Zustund der normalen Abflachung und Zwergenbildung anzuzeigen. Das folgende Bild ist ein typisches Beispiel.