Технология PCB - старение и понижение прочности флюса платы

The aging and deterioration of the solder joint strength of the circuit board

1. Aging of solder joints
After the welding is completed, неустойчивость кристаллической структуры основного сплава в сварной точке. It will gradually increase with time to reduce the internal stress caused by many boundaries (usually the boundary is a concentration of impurities, высокая энергия, and stable Degree is very poor). даже при комнатной температуре, the recrystallization temperature required for common eutectic alloys is actually exceeded. по мере увеличения размеров зерен границы становятся меньше, the impurity concentration in the boundary also rises relatively. усталость при сварной точке истощается на 25%, there will be Microvoid in the border. при износе 40%, it will be further deteriorated and Microcrack will be produced, приводить к понижению точки сварки.

Second, the mismatch of CTE
Once the three members (pins, solders, pads) are welded with a large CTE-mismatch drop in the overall thermal expansion coefficient, the deterioration of the solder joint strength will accelerate, Пример: керамика сама BGA CTE для 2ppm/ degree Celsius, но фазосдвигающая FR - 4 14 ppm/ degree Celsius, и между ними прочность сварки не легко достичь хорошего эффекта. The following figure shows two obvious examples. Что касается локальных сбоев, such as 17 ppm/температура меди равна Цельсию., 18 ppm/фарфоровый градус Цельсия, and 20 ppm/сплав 42 градуса Цельсия, but the effect of the above-mentioned overall mismatch is of course slightly smaller. иногда даже очень однородный Sn63/Pb37 has an inherent CTE-mismatch of 6 ppm/ degree Celsius in the multi-tin area and multi-lead area (between the two).

3. Examples of failure modes

(1) Cold welding

Refers to the solder paste on the печатная плата under the ball foot that is not completely fused with the ball due to insufficient heat during the Reflow process. сейчас, the spherical surface will have a rough and granular appearance, а также сокращение шейки. Usually, нижняя часть живота, скорее всего, холодная сварка.

2) само сварное поле не приклеивается к олову

It means that the surface of the ball pad in the BGA area of the circuit board is contaminated by foreign matter, Так паяльная паста не вступает в сварку с нижней паяльной тарелкой. когда консервы не могут есть, the solder paste is melted and sucked away by the ball foot and presents an open circuit. Однако, this phenomenon may sometimes be caused by the bending of the carrier board and the hanging foot. когда ENIG используется печатная плата, the same undesirable situation will occur if the nickel layer in it has symptoms of black matting.

3) Потеря мяча

ошибка перед сборкой BGA, which is reheated during downstream assembly and welding, растянутый внешней силой с шеи, which is caused by thermal mechanical stress. Однако, the foot pads of панель печатная плата are often soldered well and are rarely missing.

4) Потеря мяча

During the process of planting the ball on the carrier board, мяч неподвижный ногами, or the ball was subsequently hit by an external force and the ball was conceded. This kind of shortcoming is easy to be found in X-Ray or system or circuit test (ICT), but if it is only used for heat dissipation or common grounding, мяч внутри не важен, it is another matter.

(5) Carrier board' bend and warp

In fact, the heat of lead-free soldering in the future will greatly increase. Более того печатная платаs bend and warp, даже корпус органического носителя сам не может избежать деформации коробления, and it will also force the abdominal ball feet to fluctuate with height, Как показано на диаграмме ниже. For the editor's supplementary explanation.

Хотя панель носителей изготовлена из смолы Tg180 BT, она существенно отличается от CTE, содержащей кристаллы в внутренней упаковке; Таким образом, когда попадает слишком много тепла, не содержащего свинца, пластина - носитель подвергается аномальному изгибу, что приводит к удлинению или подвеске в воздухе четырех углов ступни шара. даже при высокой интенсивности сварки из - за напряжения и растяжения площадь контакта сварки уменьшается, а прочность недостаточна, что не позволяет конструктору даже поставить шаровой палец на четверть угла. большая BGA наиболее уязвима перед этой аномалией.

(6) Damage from external mechanical forces

The circuit board often suffers accidental damage during assembly or testing, когда БГА стала очень большой, it will also cause trauma to the ball during the test, это повлияет на прочность последующих точек. Even after the печатная платасобрать один, it will still be accidentally impacted by external forces, иногда даже медные подушки на стене печатная плата surface are pulled up and floated off by force. в интересах безопасности, base glue or additional corner glue on the four corners can be used as a means of guarantee, можно даже увеличить площадь угловой подушки или заменить ее на эллиптическую длинную прокладку. However, Потому что дизайнеры используют только готовые коммерческие программы, so Law is not easy to implement.

(7) Insufficient welding heat

когда мяч поглощает меньше тепла в нижней части живота, мяч сам не может расплавиться в жидкое, поэтому не может зажить с помощью пластыря, его форма будет очень трудно показать нормальное состояние плоских и гномов. Следующий рисунок - типичный пример.