PCB Teknik - PCBA dersi salonu: SMD ve NSMD plak tasarımı karşılaştırıyor

Solder topu kırılmasını engellemek için BGA patlamaları SMD veya NSMD olarak tasarlanmalı mı?

Neden PCBA işleme sürecinde BGA pads/pads tasarımının SMD (Solder-Mask Defined) ve NSMD (Solder-Mask-Defined) tasarımı tartışıyorsunuz? BGA'nin dışarıdaki stres ve kalın kırıklığı yüzünden sebep olan etkisini arttırmasını sağlamaktır. Son sonuç, BGA'nin SMD veya NSMD olarak tasarlanması gerektiğini gösterirse, önemli bir fark yok, fakat devre tahtasının BGA patlaması [NSMD+plugged-via] kullanıyor. Hala tasarım yöntemimiz değişmedi.

Bu deneyimin amacı, BGA planının tasarımını doğrulamak için daha büyük stres karşılığına düşmek için SMD veya NSMD kullanmak.

Denemeden önce bazı PCB uzmanları danıştım. Gördüğüm cevap, bu deneyin sonuçlarında hata gerçekten çok büyük. Şüphe için referans olarak kullanılabilir, çünkü birçok parametre sonuçlarına etkileyecek.

BGA solder topu sıkıştırma (sıkıştırma) ve (çekme) test şartları ve parametreleri çek:

BGA solder topu sıkıştırma ve çek (çek) test hazırlığı

Öyle mi?

Laminate: FR4, TG150

Çılgınlık: 1.6 mm

Çeviri tahta yüzey tedavisi (tamamlandı): ENIG (nickel immersion gold)

# Topu solder alloy: SAC305

* Solder paste alloy: SAC305

Çeviri hızla: 5000um/sec

10%

♪ NSMD patlama boyutu (diameter): 0.35mm(patlama), 0.40mm(S/M)

♪ SMD pad size (diameter): 0.35mm(S/M), 0.40mm(pad)

BGA solder topu sıkıştırma (sıkıştırma) ve çekme (çekme) test şartları sorunları ayarlama:

Bu deneyde sol topları, BGA taşıyıcı kurulu yerine, kendi dizaynımızın FR4 devre kurulu üzerinde doğrudan çözülüyor. Solucu pastası refloz fırından geçerken topu bitirmeden önce basılmalı. Ayrıca refloz fırının sıcaklığı kontrol etmek zor olduğu için, refloz fırından geçtikten sonra birçok sol topları deforme edilecek, fakat sferik şekli hala orada. Bu testde, toplam dört tahta yapıldı, iki tanesi SMD solder patlaması için tasarlanmış, iki tanesi NSMD solder patlaması için tasarlanmış. Her tahta seçimli olarak 20 solder toplarıyla çözülmüştü. Aracılığıyla 11 solder topları vardı. Hiçbir yolda 9 solder toplu var.

BGA solder topu sıkıştırma (sıkıştırma) ve çek (çek) test sonuçları

Testden sonra ortalama sürüklenme ve ortalama çekme (çekme) hem NSMD'in SMD'den daha iyi olduğunu gösteriyor, ama çekme farkını çok açık değil ve çekme farkını önemli olarak kabul edilir. (Eğer zamanınız varsa, ANOVA hükümetinin önemli olup olmadığını öğrenelim. Şu anda sadece deneyimlerden önemli olup olmadığını hüküm ediyoruz.

Çek: NSMD (884.63gf), standart devisyon 57.0gf> SMD (882.33gf), standart devisyon 75.1gf. Fark sadece 2.3fg.

♪ Shear: NSMD (694.75g), standard deviation 45.8gf> SMD (639.21g), standard deviation 54.5gf. Fark 55.54fg.

♪ SMD ve NSMD patlama tasarımlarına rağmen, delikler ve bağlanılmış araçlarının baskı stresini savunmak için daha iyi yetenekleri olduğunu gösteriyor, ama beklenen kadar açık değil. Sürücü (Shear) test öğelerinin altında, [NSMD+plugged-via] beklenmeye uygun en iyisini gerçekleştirdi. Ancak çekme testi öğelerinin altında, [SMD+bağlanmış (patlama deliği)] en iyisi gerçekleşti. Bu daha fazla tartışma gerekiyor.

BGA solder topu sıkıştırması (sıkıştırma) ve test sonuçlarını çekmek ve deneysel başarısızlıktan sonra izlenmiş fenomenler ve kötü fenomenler:

Pull: NSMD No-via pad

Sıkıntılı sınavın altında NSMD pad tasarımının test örneklerini izlemek üzere neredeyse No-Via patlarının çoğunu sıkıcı sınavdan sonra parçalanmış ve 9 patların 7 patların parçalanmış, sadece 2 patlar parçalanmış değil. Denemeden önce bir soldaş top başarısız oldu.

Pull: NSMD + bağlanmış (eklenti deliği) patlaması

NSMD soldaşları tarafından tasarlanmış testi örneklerinde sıkıcı soldaşların sıkıcı sonuçları oldukça karışık. 10 soldaşın 2 tanesi tamamen bozulmadı ve hâlâ kırık soldaşın soldaşının ortasında bilgiler var. Form solder materyali (945.4gf), diğer 5 solder patlaması yukarı çıkarılır, fakat solder patlamaları sadece parça parça parça açılır, kırık yüzeyi solder in IMC katmanında (863.8gf) ve kalan 3 solder patlaması tamamen yukarı çıkarılır (903.9gf).

Pull: NSMD + bağlanmış (eklenti deliği) patlaması

Pull: SMD

Çekilmeden 10 soldaşlar patlaması ve 10 vial olmadan devre tahtasında kaldı ve çekilmiş bölümde keskin soldaşlar kaldı. Bu sonuç da geçmiş bilgimizin SMD'nin bağlama gücünün daha güçlü olacağını kanıtlayacak, böylece çatlak sol yüzeyinde görünür.

Thrust (Shear): NSMD

Şifreler olmayan soldaşlardan birisi tamamen kaldırıldı, kalan 18 soldaşlardan kaldırılmadı, hepsi kırıldı. Denemeden önce bir solder topu başarısız oldu.

Sıçrama: SMD

Tüm 20 soldaşlar boşalmamış ve kararsız kalmış, keskin soldaşlar geri kalanları bırakmış.

SMD ve NSMD patlamasının fenomenini karşılaştırmak için hala SMD'nin bağlantı gücünün daha güçlü olduğunu kanıtlayabilir.

BGA Solder Ball Push-Pull Güç Test'ten sonra hatalık Modu

BGA Solder Ball Push-Pull Güç Test'ten sonra hatalık Modu

Toplam olarak, [NSMD+plugged-via] şirket tasarımının, şirketin bağlama gücünü güçlendirmesinin belli etkisi vardır. Kıpırdamının 3/10 boyunca tüm parçalanma tarafından çekilmesine rağmen, [NSMD No-via] ile karşılaştırılır. Tamamen parçalanmış 7/9 solder patlaması var, ki geliştirme olarak kabul edilir, fakat geliştirme beklenen kadar önemli değil. Bu aracın derinliğine ve boyutlarına bağlı olabilir.

Mümkün kalan sorunlar:

Kırık yüzeyi IMC katmanında göründüğünde, karşılaşabileceği stres en kötüsü. Bu ne demek? Aracılığı beklenen yeryüzü krizantem etkisine ulaşmadı mı?

IMC katı aslında tüm sol yapısının en zayıf yer mi?

Postscript:

Yukarıdaki sonuçlar, [NSMD+plugged-via] patlama tasarımı, BGA soldaşının stresimi savunmak için yeteneğini arttırmak için tavsiye edildiğini gösteriyor olsa da, PCB fabrikası sadece bu küçük patlama tasarımına güvenmek isterse, BGA soldaşının sorunu çözmek veya çözücünün çözücüsünün kaynağı olabilir, bu kadar etkileyici! Küçük solder topu devre tahtasının dış gücü tarafından neden olduğu sıkıştırma stresinin nasıl karşı çıkabileceğini tahmin edin. BGA kalın kırıklığının sorunu tamamen çözmek için mekanizma tasarımın esenliğine geri dönmek gerekir.