PCB Tecnico - Trattamento superficiale delle pastiglie PCB per supporto MIC PCB

I microfoni a montaggio superficiale, noti anche come microfoni MEMS (Microelectro Mechanical System), sono microfoni fabbricati sulla base della tecnologia MEMS, composti principalmente da chip del sensore di pressione sonora, chip ASIC, cavità sonora e circuiti di soppressione RF. MIC a montaggio superficiale sono stati ampiamente utilizzati nei telefoni cellulari di fascia media e alta di varie marche negli ultimi anni perché possono essere assemblati utilizzando la tecnologia a montaggio superficiale e hanno una forte stabilità. L'estremità saldabile del MIC di montaggio superficiale è il pad situato sul retro del substrato PCB.

Il MIC di montaggio superficiale di solito si trova al bordo del PCB e non può essere sottoriempito come i dispositivi BGA sul telefono cellulare. Pertanto, per garantire che il microfono di montaggio superficiale non cada è principalmente per garantire la resistenza dei giunti di saldatura. Riassumendo i casi di elaborazione smt di questi microfoni di montaggio superficiale, si scopre che tutto il MIC che cade è causato dalla rottura dell'interfaccia del giunto di saldatura e la causa della rottura è notevolmente correlata all'estremità saldabile del MIC e al trattamento superficiale del PCB.

Attualmente, le estremità saldabili del MIC del supporto superficiale sul mercato sono tutte placcate in oro, compreso il trattamento comune nichel-oro (ENIG), nichel-palladio-oro (ENEPIG), galvanizzazione nichel-oro e altri processi di trattamento superficiale. Tuttavia, il substrato PCB adotta principalmente ENIG, OSP, o metodi di elaborazione selettivi ENIG. I lettori che hanno familiarità con il trattamento superficiale ENIG penseranno immediatamente al problema della corrosione del nichel. Sì, nella fessurazione del giunto di saldatura ENIG, la corrosione del nichel è un fattore comune che porta alla fessurazione del giunto di saldatura e non fa eccezione nei giunti di saldatura MIC di montaggio superficiale. Ma oggi, non parleremo del problema della corrosione del nichel e parleremo di un altro problema che è facile da trascurare: l'accumulo di area della lega di AuSn.

Il caso del dispositivo MIC montato su superficie che cade

Un prodotto del telefono cellulare ha trovato il MIC cadere dopo un test a rullo. L'estremità saldabile del dispositivo MIC di questo prodotto adotta l'elaborazione dell'oro elettro-nichel, mentre il PCB adotta l'elaborazione ENIG (OSP + ENIG). La rottura del giunto di saldatura avviene tra la saldatura e il pad PCB. Una grande quantità di lega AuSn sparsa nella saldatura può essere osservata sulla superficie di separazione del giunto di saldatura. Si può vedere dalla sezione trasversale del giunto di saldatura che ci sono più leghe AuSn nell'IMC formate ai lati superiore e inferiore dell'interfaccia. La differenza è che la lega AuSn sul lato del dispositivo è più vicina alla saldatura in posizione IMC, mentre la lega AuSn sul lato PCB è più vicina allo strato di nichel. Il pad PCB è giunti di saldatura trattati OSP, la lega AuSn è quasi invisibile nella saldatura, l'IMC sul lato PCB è una lega Cu6Sn5 uniforme e continua e il lato del dispositivo è ancora lega SnNi, ma in questo momento, non si vede AuSn evidente. La lega esiste.

Ciò mostra che quando l'estremità saldabile del MIC e del pad PCB sono entrambi placcati in oro, la diffusione di Au nella saldatura viene soppressa, con conseguente accumulo di lega AuSn nell'area di confine. Tuttavia, la lega AuSn con l'area di confine aumenterà la fragilità del giunto di saldatura e ridurrà la resistenza dell'interfaccia del giunto di saldatura. Il produttore del telefono cellulare in seguito ha cambiato il produttore del PCB e ha ridotto lo spessore dell'oro del pad ENIG del PCB di 20nm. I risultati del test del rullo hanno mostrato che il tasso di guasto della caduta del MIC è stato ridotto dal 20% al 3% e la resistenza del giunto di saldatura è stata significativamente migliorata, ma il tasso di guasto era ancora inaccettabile per i prodotti del telefono cellulare.

Osservazioni conclusive

Attualmente, le estremità saldabili dei dispositivi MIC a montaggio superficiale sul mercato sono tutte dorate. Pertanto, se il PCB è trattato con ENIG o ENEPIG, incontrerà il problema dell'accumulo dei confini della lega AuSn. Anche se ridurre lo spessore Au del PCB può migliorare significativamente la resistenza dei giunti di saldatura, troppa riduzione dello spessore Au porterà al problema di facile ossidazione dello strato di nichel e scarsa saldatura. Pertanto, ridurre lo spessore Au non può risolvere fondamentalmente il problema.