Technologie PCB - Vieillissement et détérioration de la résistance des points de soudure de la carte

Vieillissement et détérioration de la résistance des points de soudure de la carte

1. La structure cristalline de l'alliage principal du point de soudure n'est pas stable après l'achèvement du soudage par vieillissement du point de soudure. Il augmente progressivement au fil du temps pour réduire les contraintes internes causées par de nombreuses limites (généralement les limites sont une forte concentration d'impuretés, une énergie élevée et une faible stabilité). Même à température ambiante, la température de recristallisation requise pour les alliages eutectiques ordinaires est en fait dépassée. À mesure que la taille des grains devient plus grande et que les limites deviennent plus petites, la concentration d'impuretés dans les limites est également relativement élevée. Une fois que la durée de vie en fatigue du point de soudure est épuisée de 25%, des micropores apparaissent aux limites. Lorsque la durée de vie en fatigue est consommée à 40%, la durée de vie en fatigue se détériore davantage et des microfissures sont créées, ce qui entraîne un affaiblissement des points de soudure.

Deuxièmement, la désadaptation cte du coefficient de dilatation thermique global diminue beaucoup lorsque les trois éléments (broches, soudures, plots) sont soudés, et la détérioration de la résistance du point de soudure sera accélérée, par exemple: le Cte de la céramique BGA elle - même est de 2 PPM / degré Celsius, mais le Cte de La carte fr - 4 est de 14 PPM / degré Celsius, Et la force de soudage entre les deux n'est pas facile et très bonne. Le graphique ci - dessous montre deux exemples évidents. Quant aux désadaptations cte locales, elles sont également fréquentes, par example 17 PPM / °C pour le cuivre, 18 PPM / °C pour la céramique et 20 ppm / °C 42 pour l'alliage, mais l'effet des désadaptations globales décrites ci - dessus est bien entendu légèrement moindre. Parfois, même un sn63 / pb37 très homogène présente une désadaptation cte intrinsèque de 6 PPM / C dans la région multiétain et dans la région multiplomb (entre les deux).

3. Exemples de modes de défaillance

(1) soudage à froid

Signifie que la pâte à souder sur le PCB sous le pied de soudure n'est pas complètement fusionnée avec la bille de soudure en raison du manque de chaleur pendant le processus de reflux. À ce stade, la surface sphérique aura un aspect rugueux et granuleux, ainsi que le phénomène de rétrécissement. Habituellement, les boules internes à la base de l'abdomen sont plus susceptibles d'être soudées à froid.

(2) le PAD lui - même n'adhère pas à l'étain

Cela signifie que la surface des plots sphériques dans la zone BGA de la carte est contaminée par des corps étrangers, de sorte que la pâte ne peut pas réagir au soudage avec les Plots inférieurs. Lorsque l'étain ne peut pas être mangé, la pâte à souder fond et est aspirée par le pied de la balle, ce qui crée un circuit ouvert. Cependant, ce phénomène peut parfois être causé par la flexion de la plaque porteuse et du pied de suspension. Lorsque l'enig est utilisé comme surface de support pour les PCB, la même mauvaise condition se produit si la couche de nickel présente des symptômes d'extinction noire.

(3), lancer la balle

On entend par défaut antérieur d'un composant BGA qui a été réchauffé lors de l'assemblage et du soudage en aval et qui a été arraché de son col par une force extérieure résultant de contraintes thermomécaniques. Cependant, les repose - pieds des cartes PCB sont généralement bien soudés et manquent rarement.

4) les buts encaissés

Lors de la mise en place de la balle sur la plaque porteuse, le pied de la balle n'est pas fermement placé ou la balle est ensuite lâchée lorsqu'elle est frappée par une force extérieure. Cet inconvénient est facile à détecter dans les rayons X ou les tests de systèmes ou de circuits (TIC), mais s'il est utilisé uniquement pour la dissipation de chaleur ou la mise à la terre commune, il n'a rien à voir avec la balle intérieure, ce qui est une autre histoire.

(5) flexion et gauchissement de la plaque porteuse

En fait, la chaleur du soudage sans plomb augmentera considérablement à l'avenir. Non seulement les grands PCB se plieront et se déformeront, mais même la plaque porteuse organique elle - même ne pourra pas échapper à la déformation de la déformation de la déformation de la déformation de la déformation, mais elle forcera également le pied de la balle abdominale à fluctuer avec la hauteur, comme le montre l'image ci - dessous. Pour des explications complémentaires éditoriales.

Bien que la plaque de la plaque porteuse soit en résine tg180bt, elle est très différente du Cte de la puce contenue dans le boîtier interne; Ainsi, lorsqu'elle est exposée à une chaleur excessive sans plomb, la plaque porteuse se plie anormalement, provoquant quatre angles. Le pied de la balle semble allongé ou suspendu. Même si le soudage est fort, la zone de contact de soudage sera réduite par la contrainte et l'allongement et la résistance sera insuffisante, ce qui empêchera même les concepteurs de placer les goupilles à billes 1 / 0 sur les quatre coins. Les grands BGA sont les plus vulnérables à cette anomalie.

(6) Dommages causés par des forces mécaniques externes

Les cartes subissent souvent des dommages accidentels lors de l'assemblage ou des tests, et lorsque le BGA devient très grand, il peut également traumatiser la balle pendant les tests, ce qui affecte la résistance des points de soudure suivants. Même après avoir assemblé le PCBA, il est toujours accidentellement frappé par des forces extérieures et parfois même les plots de cuivre de la surface du PCB sont tirés de force et flottent. Pour des raisons de sécurité, il est possible d'utiliser une colle de base ou une colle de coin supplémentaire sur les quatre coins comme garantie, ou même d'augmenter la surface du coussin d'angle ou de le remplacer par un coussin long ovale. Cependant, comme les concepteurs n'utiliseront que des logiciels commerciaux prêts à l'emploi, la loi ne sera pas facile à mettre en œuvre.

(7) chaleur insuffisante de soudure

Lorsque la chaleur absorbée par la balle à la base de l'abdomen est insuffisante, la balle elle - même ne peut pas fondre à l'état liquide, ce qui la rend incapable de guérir avec la pâte à souder et sa forme aura du mal à présenter un état normal d'aplatissement et de naissement normaux. L'image ci - dessous en est un exemple typique.