ЗМЕНШЕННЯ ПУСТОТ ПІД QFN

23.03.2023 |

Іноді відповіді на найактуальніші питання знаходяться прямо у вас під носом – інженери фірми AIM виявили зв’язок між формою отворів вводу/виводу та кількістю пустот на земляних контактних площадках.

Ця стаття є перекладом блогу Тіма О’Ніла (Tim O’Neilla), менеджера з технічного маркетингу фірми AIM.

Сидячи в чиказькому аеропорту О’Хара, відразу після того, як залишив чергову продуктивну та захоплюючу міжнародну виставку SMTA International, я задумався про чудову можливість, яку надає ця подія, щоб налагодити зв’язки та залишатися в курсі справ у світі збірки електроніки. Якщо ви не регулярно відвідуєте такі заходи, вам варто це зробити! Мені пощастило побувати на багатьох технічних сесіях і не лише дізнатися, що нового з’являється на ринку, але й поговорити з клієнтами та колегами про те, що вони вважають за найбільш актуальними потребами ринку.

Підводячи підсумок… зменшення пустот BTC. Технічні сесії, присвячені зменшенню пустот, проводилися тільки стоячи, і ця тема була предметом багатьох розмов серед технологів. Презентації пропонували постачальникам і користувачам рішення для матеріалів і методів, які були протестовані як в лабораторії, так і на практиці, але з різним ступенем успіху щодо зменшення пустот. Було повторено кілька тем: склад паяльної пасти є найважливішою єдиною змінною, яка допомагає зменшити порожнечі; також методи профілювання можуть допомогти зменшити ефект пустот, а конструкція контактних площадок, прокладок і трафаретів є надзвичайно важливою. Однак висновок залишається незмінним: під час типового циклу оплавлення з обмеженими шляхами виходу газу завжди буде важко позбутися до 50% об’єму осаду шляхом випаровування флюсу.

Фірма AIM, як виробник паяльних паст, активно досліджує процес друку, розробляючи матеріали, які відповідають вимогам дедалі точнішого друку на друкованих платах. Команда прикладної лабораторії в Хуаресі, Мексика, помітила щось незвичайне під час дослідження контактних площадок вводу/виводу QFN: якщо вони взагалі не наносили паяльну пасту на контактні площадки вводу/виводу, вони помітили значне зменшення пустот на контактних площадках заземлення. Під значним ми маємо на увазі: не було порожнеч на компоненті, навіть у випадках, коли раніше порожнечі становили від 10 до 15% простору.

Керуючись інтуїцією, інженери центру застосування вирішили маніпулювати обсягом друку на контактних площадках вводу/виводу, щоб визначити, чи існує конструкція, яка допоможе зменшити пустоти. Поки що більшість тестувань зосереджувалася на маніпулюванні кількістю осаду на контактних площадках заземлення, ігноруючи важливість осаду на контактних площадках вводу/виводу. Кожну окрему форму апертури, яку тільки можна собі уявити, випробували на контактних площадках заземлення – стандартні прямокутники, зірки, пісочний годинник, ромби, ялинки та інші форми отворів – усе це для того, щоб забезпечити шляхи для виділення летких компонентів флюсу та маніпулювати кількістю припою. Накопичений досвід показує, що форми отворів контактних площадках заземлення мають певний вплив на зменшення пустот, але водночас вони не є повністю ефективним рішенням. Однак ці попередні результати були першими, коли ми помітили, що об’єм паяльної пасти на контактних площадках вводу/виводу впливає на утворення пустот на контактних площадках заземлення. На мал. 1 показано вплив апертури вводу/виводу на утворення пустот на контактних площадках заземлення.

Малюнок 1: Зменшення пустот на контактних площадках заземлення компонентів BTC в результаті зміни форми отворів вводу/виводу при збереженні початкової форми отвору.

Ці результати були дещо дивними і водночас дуже позитивними. Однак розмір вибірки був невеликим і складався лише з одного розміру корпусу QFN, тому «скептикам» із технічного відділу AIM потрібно було більше даних, щоб повністю переконатися, що в цьому щось є. У результаті було створено повноцінний план експериментів з використанням різних розмірів QFN і різних конструкцій контактних площадках вводу/виводу.

На мал. 2 показано вплив зміни форми отвору вводу/виводу на контактні площадки заземлення QFN для різних умов процесу. Ці результати чітко показали кореляцію між конструкцією контактних площадок вводу/виводу та значним зменшенням пустот на контактних площадках заземлення. Наразі AIM проводить подальші дослідження, маніпулюючи більшою кількістю змінних і впроваджуючи дизайн вводу/виводу в реальне виробниче середовище, щоб визначити, наскільки повторюваною та надійною може бути ця техніка. Будь-яка стратегія, яка може бути використана для зменшення пустот – особливо та, яка не потребує значних капіталовкладень – покращує якість продукту.

Малюнок 2. Відтворюваний ефект зменшення порожнеч у результаті зміни апертури вводу/виводу з використанням більшої кількості вхідних змінних.

Це відкриття не тільки має великий потенціал, але й підкреслює важливість участі в галузевих заходах. Ми з нетерпінням чекаємо можливості представити загальні результати аналізу ширшій аудиторії та поділитися всіма деталями тестування на майбутніх заходах. Розмірковуючи про недавню конференцію SMTAI, я зрозумів, що багато інформації, яку шукають як користувачі, так і постачальники, знаходиться прямо під нашим носом. Галузеві події – місцеві, регіональні чи міжнародні – дозволяють нам бути свідками останніх досягнень і бачити можливості покращення якості та ефективності, усе під одним дахом. Я не можу дочекатися наступної події.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl