Дизайн PCB - Как улучшить BGA с точки зрения дизайна PCB?

Источники напряжения при падении деталей платы PCB или разрыве олова являются следующими:

Напряжение исходит от внутренней ползучести.

Например, когда монтажная плата или упаковка BGA подвергается высокотемпературной деформации обратного тока, напряжение высвобождается до достижения точки равновесия. Эта точка равновесия также может быть при разрыве сварного шара.

Давление, вызванное внешним воздействием или давлением

Возьмем, к примеру, мобильный телефон. Наиболее вероятным внешним напряжением является изгиб в кармане (iPhone 6 плюс инцидент с изогнутой дверью) или удар, вызванный случайным падением на землю.

Напряжение возникает из - за теплового расширения и сжатия, вызванных изменением температуры окружающей среды.

В некоторых регионах зимой на открытом воздухе могут замерзнуть. Когда продукт перемещается из нагреваемой внутренней среды на улицу, происходят резкие изменения температуры; В тропиках есть кондиционеры воздуха в помещении, и температура резко меняется, когда продукт перемещается из дома на улицу. Не говоря уже о том, чтобы случайно или намеренно помещать продукт в машину, температура повышается на солнце днем и быстро падает ночью. Температура важна, потому что разные материалы имеют разные коэффициенты расширения. Коэффициент расширения платы должен отличаться от коэффициента сварного шара, как и материал, упакованный BGA. Представьте, что будут спроектированы обычные дороги и мосты. Сегмент расширения используется для снижения риска низкотемпературного расширения и усадки материала, но электронные материалы, похоже, пытаются найти только материал с относительно небольшим коэффициентом расширения.

Вот несколько статей, связанных со сваркой и падением BGA, которые рекомендуется прочитать:

Как определить, является ли снижение BGA технологической проблемой завода SMT или проблемой проектирования?

Может ли увеличение использования пасты улучшить дефекты сварки BGA?

Понимая, что падение деталей BGA или разрыв сварного шара абсолютно неотделимы от « напряжения», мы можем поговорить с точки зрения дизайна о том, как усилить BGA и попытаться предотвратить разрыв. Этот метод не стоит того, если он сломан. Не делайте выбор и думайте в двух направлениях: во - первых, найти способы уменьшить воздействие стресса, а во - вторых, укрепить способность BGA противостоять стрессу.

Вот несколько способов усиления BGA для предотвращения трещин:

Повышение устойчивости ПХД к деформации

Деформация плат обычно происходит от быстрого нагрева и быстрого охлаждения (теплового расширения и усадки), вызванного высокотемпературным обратным током (reflow), в сочетании с неравномерным распределением деталей и медной фольги на платах, что ухудшает деформацию плат.

Способы повышения устойчивости плат к деформации включают:

1. Увеличение толщины ПХД. Если это возможно, рекомендуется использовать платы толщиной 1,6 мм или более. Если вы все еще должны использовать листы толщиной 0,8 мм, 1,0 мм и 1,2 мм, рекомендуется использовать плавильные приспособления для поддержки и усиления деформации листов при прохождении через печь. Хотя вы можете попытаться уменьшить

Использование высокоТг материала PCB. Высокий Тг означает высокую жесткость, но цены будут расти соответственно. Это должно быть компромиссом.

Добавление арматуры вокруг BGA. Если есть пространство, вы можете рассмотреть возможность строительства опорной железной рамы вокруг BGA, чтобы повысить его устойчивость к давлению, как это было при строительстве дома.

4. Наливание эпоксидной смолы клеем (уплотнение) на монтажную плату. Вы также можете рассмотреть возможность заливки клея вокруг BGA или на обратной стороне соответствующей платы, чтобы повысить ее устойчивость к напряжениям.

Во - вторых, уменьшить деформацию PCB

В целом, когда монтажная плата (PCB) собирается в оболочку, она должна быть защищена оболочкой, но поскольку сегодняшние продукты становятся тоньше, особенно портативные устройства, они часто подвергаются воздействию изгиба или падения внешних сил. В результате происходит деформация платы.

Чтобы уменьшить деформацию плат, вызванную внешними силами, существуют следующие методы:

1. Добавить механизм к буферной конструкции платы. Например, при проектировании некоторых буферных материалов, даже если корпус деформирован, внутренняя плата все равно может быть защищена от внешних напряжений. Однако необходимо учитывать срок службы и мощность буфера.

Добавьте винты или фиксирующие механизмы вокруг BGA. Если наша цель - только защитить BGA, мы можем принудительно закрепить ткани вблизи BGA, чтобы не было легкой деформации вблизи BGA.

3.Укреплять корпус, чтобы его деформация не влияла на внутренний PCB.

Повышение надежности BGA

1. Заполните дно BGA клеем (донным наполнителем).

Увеличить размер сварочного диска BGA на монтажной плате. Это затруднит проводку платы, поскольку разрыв между шаром и шаром, который может быть проложен, становится меньше.

3.Использовать компоновку SMD (конструкция шаблона сварного материала). Покрыть диск зеленой краской.

4. Использование перфорации в конструкции прокладки (VIP). Однако перфорация на диске должна быть заполнена гальваническим покрытием, иначе во время обратного потока образуются пузырьки, которые могут легко привести к разрыву сварного шара посередине. Это похоже на строительство дома и свай. См. статью « Принцип отверстия при обработке диска».

5. Увеличить количество припоя. Однако управление должно осуществляться без разрешения короткого замыкания.