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Les microphones montés en surface, également connus sous le nom de microphones MEMS (microelectro Mechanical System), sont des microphones fabriqués à partir de la technologie MEMS et composés principalement de puces de capteur de pression acoustique, de puces ASIC, de cavités acoustiques et de circuits de suppression RF. Ces dernières années, les MIC montés en surface ont été largement utilisés dans les téléphones mobiles de milieu de gamme et haut de gamme de différentes marques, car ils peuvent être assemblés en utilisant la technologie de montage en surface et ont une grande stabilité. Les extrémités soudables des MIC montés en surface sont des plots situés à l'arrière du substrat PCB.
Les MIC montés en surface sont généralement situés sur le bord du PCB et ne peuvent pas être sous - remplis comme les périphériques BGA sur les téléphones. Ainsi, la garantie que le microphone monté en surface ne se détache pas vise principalement à garantir la résistance du point de soudure. Pour résumer les cas d'usinage SMT de ces microphones montés en surface, il a été constaté que toutes les chutes MIC étaient causées par la fissuration de l'interface du point de soudure, et que la cause de la fissuration avait beaucoup à voir avec l'extrémité soudable du MIC et le traitement de surface du PCB.
Actuellement, les extrémités soudables des MIC montés en surface sur le marché sont toutes plaquées or, y compris les processus de traitement de surface tels que le traitement ordinaire Nickel - or (enig), le nickel - Palladium - or (enepig), le placage nickel - or et autres. Cependant, les substrats de PCB utilisent principalement des méthodes de traitement enig, OSP ou sélectif enig. Le problème de la corrosion par le nickel vient immédiatement à l'esprit des lecteurs familiarisés avec les traitements de surface enig. Oui, la corrosion au nickel est un facteur commun dans la fissuration des points de soudure enig et ne fait pas exception aux points de soudure MIC montés en surface. Mais aujourd'hui, nous ne parlerons pas de la corrosion du nickel, mais d'un autre problème qui passe facilement inaperçu: l'accumulation de surface de l'alliage AuSn.
Cas où l'équipement MIC monté en surface tombe
Un produit de téléphone portable a découvert que le microphone était tombé après un test de rouleau. L'extrémité soudable du dispositif MIC de ce produit utilise le procédé électro - Nickel - or et le procédé enig (OSP + enig) pour le circuit imprimé. La fissuration des points de soudure se produit entre la soudure et les plots de PCB. Une quantité importante d'alliage AuSn dispersé dans la soudure peut être observée sur la surface de séparation du point de soudure. Comme on peut le voir à partir de la section transversale du point de soudure, il y a plus d'alliage AuSn dans l'IMC formé sur les côtés supérieur et inférieur de l'interface. La différence est que l'alliage AuSn du côté du dispositif est plus proche de la soudure à l'emplacement de l'IMC, tandis que l'alliage AuSn du côté du PCB est plus proche de la couche de nickel. Les Plots de PCB sont des points de soudure traités OSP, l'alliage AuSn est à peine visible dans la soudure, l'IMC du côté du PCB est un alliage cu6sn5 continu et uniforme, le côté du dispositif est toujours en alliage snni, mais aucun AuSn apparent n'est visible à ce stade. Les alliages existent.
Cela suggère que lorsque les extrémités soudables du MIC et les plots de PCB sont dorés, la diffusion de l'au dans la soudure est inhibée, ce qui entraîne une accumulation d'alliage AuSn dans la zone limite. Cependant, les alliages AuSn avec des zones limites augmentent la fragilité des points de soudure et réduisent la résistance interfaciale des points de soudure. Le fabricant de téléphones mobiles a ensuite remplacé le fabricant de PCB et a réduit l'épaisseur d'or des plots enig du PCB de 20 nanomètres. Les résultats du test du tambour ont montré que le taux d'échec des chutes MIC a été réduit de 20% à 3% et que la résistance des points de soudure s'est considérablement améliorée, mais le taux d'échec reste inacceptable pour les produits de téléphonie mobile.
Mot de fin
Actuellement, les extrémités soudables des dispositifs MIC montés en surface sur le marché sont toutes plaquées or. Ainsi, si un PCB est traité avec enig ou enepig, il rencontrera des problèmes d'accumulation de bordures d'alliage AuSn. Bien que la réduction de l'épaisseur au d'un PCB puisse améliorer considérablement la résistance d'un point de soudure, un amincissement excessif de l'au pose le problème de la facilité d'oxydation de la couche de nickel et d'une mauvaise soudure. Par conséquent, la réduction de l'épaisseur au ne résout pas fondamentalement ce problème.
