Conception électronique - Comment renforcer BGA en termes de conception de PCB?

Les sources de stress pour la chute de pièces de carte PCB ou la rupture de l'étain sont les suivantes:

Le stress provient du fluage interne

Par exemple, lorsque la carte ou le boîtier BGA subit une déformation à haute température par reflux, les contraintes seront libérées jusqu'à ce que le point d'équilibre soit atteint. Ce point d'équilibre peut également se produire lorsque la bille de soudure se brise.

La pression provient d'un choc ou d'une pression externe

Prenons par exemple le téléphone portable. Le stress externe le plus probable est une flexion dans la poche (iPhone 6 plus un événement de porte incurvée) ou un choc causé par une chute accidentelle au sol.

Le stress provient de la dilatation thermique et de la contraction thermique causée par les changements de température ambiante

Dans certaines régions, il gèle à l'extérieur en hiver. Des changements de température drastiques se produisent lorsque le produit passe d'un environnement intérieur chauffé à l'extérieur; Sous les tropiques, il y a la climatisation à l'intérieur et la température peut varier considérablement lorsque le produit passe de l'intérieur à l'extérieur. Sans parler de mettre accidentellement ou intentionnellement le produit dans la voiture, où la température augmente pendant la journée au soleil et descend rapidement la nuit. La température est importante parce que différents matériaux ont des coefficients de dilatation différents. Le coefficient de dilatation de la carte doit être différent de celui des billes de soudure, tout comme le matériau du boîtier BGA. Imaginez que des routes et des ponts ordinaires soient conçus. Les joints d'expansion sont utilisés pour réduire le risque de faible dilatation thermique et de contraction d'un matériau, mais les matériaux électroniques ne semblent essayer de trouver que des matériaux avec un coefficient de dilatation relativement faible.

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Après avoir appris que la chute d'une pièce BGA ou la rupture d'une bille de soudure est absolument inséparable du « stress», nous pouvons parler de la conception pour renforcer BGA et essayer de prévenir la rupture. Cette méthode ne vaut pas la peine si elle est cassée. Ne faites pas de choix et pensez dans deux directions, la première est de trouver des moyens de réduire les effets du stress et la seconde est de renforcer la capacité du BGA à résister au stress.

Voici quelques façons de renforcer votre BGA pour prévenir la fissuration:

1. Renforcer la capacité anti - déformation du PCB

La déformation de la carte provient généralement d'un chauffage rapide et d'un refroidissement rapide (dilatation thermique et contraction) causés par un reflux à haute température (reflux), combinés à une répartition inégale des pièces et des feuilles de cuivre sur la carte, ce qui aggrave la quantité de déformation de la carte.

Les moyens d'augmenter la résistance à la déformation de la carte sont:

1. Augmenter l'épaisseur de PCB. Si vous le pouvez, il est recommandé d'utiliser une carte de 1,6 mm ou plus d'épaisseur. Si vous devez encore utiliser des tôles de 0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm d'épaisseur, il est recommandé d'utiliser des fixations de four pour soutenir et renforcer la déformation des tôles lors du passage dans le four. Bien que vous puissiez essayer de réduire

2. Utilisez le matériel de carte PCB de TG élevé. Un TG élevé signifie une rigidité élevée, mais le prix augmente en conséquence. Cela doit être un compromis.

3. Ajoutez des barres autour du BGA. S'il y a de la place, vous pouvez envisager de construire un cadre en fer de soutien autour de BGA pour renforcer sa résistance au stress, comme vous le feriez pour une maison.

4. Versez de la colle époxy (enduit) sur la carte. Vous pouvez également envisager de verser de la colle autour du BGA ou à l'arrière de la carte correspondante pour renforcer sa résistance au stress.

Deuxièmement, réduire la déformation du PCB

En général, lorsqu'une carte de circuit imprimé (PCB) est Assemblée dans un boîtier, elle doit être protégée par le boîtier, mais comme les produits d'aujourd'hui sont de plus en plus minces, en particulier les appareils portables, ils sont souvent affectés par des flexions ou des chutes de force extérieure. La déformation de la carte qui en résulte.

Pour réduire la déformation de la carte causée par des forces extérieures, il existe les méthodes suivantes:

1. Augmenter la conception tampon du mécanisme sur la carte. Par exemple, lors de la conception de certains matériaux de rembourrage, même si le boîtier est déformé, la carte de circuit interne peut toujours être imperméable aux contraintes extérieures. Mais la durée de vie et la capacité du tampon doivent être prises en compte.

2. Ajoutez des vis ou des mécanismes de positionnement et de fixation autour du BGA. Si notre but est simplement de protéger le BGA, nous pouvons forcer la fixation des tissus à proximité du BGA afin que le BGA ne se déforme pas facilement.

3. Renforcer le boîtier pour empêcher sa déformation d'affecter le PCB interne.

3. Améliorer la fiabilité du BGA

1. Remplissez le fond du BGA avec de la colle (remplissage du fond).

2. Augmenter la taille des plots BGA sur la carte. Cela rendra le câblage de la carte difficile, car l'espace entre la balle et la balle qui peut être câblée devient plus petit.

3. Utilisez la disposition SMD (conception de masque de soudure). Couvrir les Plots avec de la peinture verte.

4. Utilisez des trous dans la conception de rembourrage (VIP). Cependant, les perçages sur les Plots doivent être remplis par placage, sinon des bulles d'air peuvent être créées lors du reflux, ce qui peut facilement provoquer la rupture des billes de soudure par le milieu. C'est similaire à la construction d'une maison et au battage de pieux. Voir [principe des trous traversants dans l'usinage des plots]

5. Augmenter la quantité de soudure. Mais le contrôle doit être effectué dans des conditions qui ne permettent pas de court - circuit.