Technologie PCB - Vieillissement des matériaux de renforcement de PCB et des points de soudure PCBA

Trois catégories de renforts PCB

Les cartes PCB sont indispensables pour les équipements mécaniques et électriques, ainsi que pour le développement de logiciels. Différentes machines et équipements ont différents matériaux de PCB. Pour la carte de circuit imprimé rigide (rpcb) peut être divisée en plusieurs types, selon le type commun de matériau de renforcement de carte PCB peut généralement être divisé en trois types suivants

1. Substrat de papier PCB phénolique

Comme ce type de carte PCB est composé de pâte à papier et de pâte de bois, du carton, des plaques V0, des plaques ignifuges et du 94hb sont parfois ajoutés. Son matériau clé est le papier fibre de pâte de bois, synthétisé sous pression à partir de résine phénolique. Types de cartes PCB.

Ce substrat en papier est caractérisé par le fait qu'il n'est pas ignifuge, qu'il peut être traité par poinçonnage, qu'il est peu coûteux, peu coûteux et qu'il présente une faible densité relative. Nous voyons souvent des substrats de papier phénolique, tels que xpc, fr - 1, fr - 2, Fe - 3, etc. 94v0 appartient au carton ignifuge avec des propriétés ignifuges.

2.composite PCB substrat

De telles plaques de poudre ont également été ajoutées, avec du papier de fibre de pâte de bois ou du papier de fibre de pâte de coton comme matériau de renforcement, tout en étant complétées par un tissu de fibre de verre comme matériau de renforcement de surface. Les deux matériaux sont fabriqués à partir de résine époxy ignifuge. Il existe des demi - fibres de verre 22f, CEM - 1 à une face et des demi - fibres de verre CEM - 3 à deux faces, CEM - 1 et CEM - 3 étant les stratifiés composites à base de cuivre les plus courants.

3. Substrat PCB en fibre de verre

Parfois, des panneaux de résine époxy, des panneaux de fibre de verre, fr4, des panneaux de fibres, etc. sont également ajoutés. Il utilise une résine époxy comme liant, tandis qu'un tissu en fibre de verre est utilisé comme renfort. Ce type de carte a une température de fonctionnement élevée et n'est pas influencé par les facteurs environnementaux. Ce type de carte est généralement utilisé pour les cartes de circuits imprimés double face. Cependant, le prix est relativement plus cher que les substrats de PCB composites, avec une épaisseur commune de 1,6 MM. Ce type de substrat convient à une variété de cartes d'alimentation, de cartes de circuits imprimés de haut niveau et est largement utilisé dans les ordinateurs, les périphériques et les appareils de communication.

Trois causes du vieillissement des points de soudure dans le processus PCBA

Mode de défaillance du point de soudure

Les opérations de test de fiabilité des points de soudure traités par PCBA comprennent des tests de fiabilité et des analyses spécifiques. Le premier niveau a pour but d'évaluer et de détecter le niveau de test de fiabilité des composants électroniques à puce de circuit intégré, en fournissant des paramètres de données pour la conception de la fiabilité de l'ensemble du dispositif; D'autre part, pour améliorer les tests de fiabilité des points de soudure. Cela nécessite une analyse spécifique du produit défaillant, la détermination du mode de défaillance et une analyse spécifique de la cause de la défaillance. L'objectif est d'améliorer et d'optimiser le processus de conception, les paramètres structurels, le processus de soudage, etc. le mode de défaillance des points de soudure est une prédiction basée sur la durée de vie du cycle. L'analyse est très critique et constitue la base de la création de son modèle d'analyse mathématique. Ensuite, nous détaillerons les trois modes de défaillance.

1. Défaillance du point de soudure causée par le processus de soudage

Certaines conditions objectives pendant le processus de soudage et un processus de nettoyage injustifié ultérieur peuvent entraîner une défaillance du point de soudure. L'état des tests de fiabilité des points de soudure SMT provient principalement de la phase d'installation de la production et de la phase de mise en service. Au cours de la phase d'installation de production, en raison des limitations des conditions de l'équipement telles que la préparation avant soudage, la phase de soudage et l'inspection après soudage, ainsi que des erreurs humaines dans le choix des spécifications de soudage, des défauts de soudage tels que les fausses soudures, les courts - circuits de soudure et les conditions de Manhattan sont souvent causés.

D'autre part, lors de la phase d'application, des dommages mécaniques peuvent également être causés aux points de soudure, compte tenu des chocs et des vibrations inévitables. Soumis à des contraintes thermomécaniques. Lorsque la différence de température est trop importante, les composants en céramique et en verre des composants électroniques créent des fissures de contrainte. Les fissures de contrainte sont des conditions objectives pour compromettre les tests de fiabilité à long terme des points de soudure.

Dans le même temps, les conditions de corrosion de l'or et de l'argent se produisent souvent pendant la phase d'installation des circuits hybrides à film épais et mince, y compris les condensateurs à plaques. C'est parce que l'étain dans le matériau de soudage et l'or et l'argent dans les broches plaquées or ou argent produisent des produits chimiques qui, à leur tour, réduisent les tests de fiabilité des points de soudure. Un nettoyage ultrasonique excessif peut également nuire aux tests de fiabilité des points de soudure.

2. Défauts causés par le vieillissement

Lorsque le matériau de soudure fondu entre en contact avec un substrat propre, des composés intermétalliques (intermétalliques) sont créés à l'interface. Au cours de la phase de vieillissement, la microstructure du point de soudure s'épaissira et l'IMC à l'interface continuera à croître. La défaillance des points de soudure dépend en partie de la cinétique de croissance de la couche IMC. Bien que la substance chimique Intermétallique à l'interface soit le signe d'une bonne soudure, elle peut provoquer, lors de la phase de mise en service, l'apparition de microfissures, voire de fractures, sur les points de soudure à mesure que leur épaisseur augmente.

Lorsque son épaisseur dépasse un certain point critique, les produits chimiques intermétalliques montreront une fragilité. Compte tenu de la désadaptation des dilatations thermiques entre les différents matériaux constituent la soudure, celle - ci subira des déformations périodiques lors de la phase de mise en service. Lorsque la variable est suffisamment grande, elle provoque un dysfonctionnement. Des études ont montré que l'ajout de traces de lanthane de terre rare à l'alliage de soudure sn60 / pb40 réduit l'épaisseur des produits chimiques métalliques, ce qui augmente la durée de vie en fatigue thermique des points de soudure de 2 fois et améliore considérablement les tests de fiabilité des points de soudure montés en surface.

3. Défauts causés par le cycle thermique

Lorsque les composants électroniques sont mis en service, des déconnexions régulières du circuit d'alimentation et des variations régulières de la température de fonctionnement peuvent soumettre le point de soudure au processus de cycle de température. La désadaptation de dilatation thermique entre les matériaux d'encapsulation provoquera des contraintes et des déformations dans les points de soudure. Si dans le SMT, le coefficient de dilatation thermique (CTE) de la céramique A1203 du matériau porte - puce est de 6 & Times; 10 - 6 degrés Celsius - 1, tandis que le CTE pour les substrats époxy / fibre de verre est de 15 & Times; 10 - 6 degrés Celsius - 1. Lorsque la température change, les points de soudure seront soumis aux contraintes et aux contraintes correspondantes. En général, les points de soudure subissent des déformations de 1 à 20%. Dans le processus tht, les broches flexibles des composants électroniques absorbent la plupart des contraintes causées par la désadaptation thermique, et les points de soudure subissent peu de contraintes. Dans le SMT, la déformation est essentiellement supportée par le point de soudure, ce qui provoque l'éruption et la propagation de fissures dans le point de soudure qui finissent par échouer.