Дефекты паяных соединений является основной причиной сбоя надежности. Чем выше сложность электронной сборки, тем выше требования к бессвинцовым паяным соединениям.Резюме
Гибкие печатные платы не обладают структурной жесткостью обычных печатных плат. Термомеханическая деформация в гибких печатных платах может сильно отличаться от таковой в жестких платах. Двусторонняя плата, используемая для эксперимента, представляет собой комбинацию BGA 256-144 с фиктивными компонентами, A-PBGA256-1.0mm-17mm и A-CABGA144-1.0mm-13mm. Трехмерные измерения деформации и напряжения были визуализированы на геометрии паяных соединений.
Метод цифровой объемной корреляции (DVC) использовался для поиска смещений и деформаций в межсоединениях работающей электроники. Система рентгеновской микроскопической компьютерной томографии (μCT) использовалась для генерации 16-битных цифровых объемных данных. Рентгеновский детектор имеет возможность отображать ослабление рентгеновских лучей через объект. Испытание надежности паяных соединений SAC 305 было проведено на двухсторонней гибкой печатной плате с использованием рентгеновской микротомографии путем нагревания корпуса до 100 ℃. Были разработаны 3D-модели конечных элементов для определения степени погрешности прогнозирования модели из неразрушающих экспериментальных измерений при оплавлении и термоциклировании.
Выводы
В этом исследовании неразрушающий DVC использовался для измерения термомеханической деформации паяных соединений в гибких и жестких печатных сборках. Измерения из DVC сравнивались с прогнозами модели FE для определения погрешности измерений деформации. Четвертная модель разработана для двухсторонней сборки с гибкой и жесткой подложкой для моделирования нелинейного термомеханического повреждения в паяных соединениях с использованием конститутивной модели Ананда. Подход MPC также используется в этой статье для склеивания неровной сетки, полученной из-за смещения нижнего корпуса.
Это исследование было выполнено на двухсторонней тестовой сборке, которая состоит из корпусов BGA на двух разных подложках: жесткой и гибкой. Верхний корпус, PBGA 256, подвергался тепловой нагрузке 100 °C, и ее влияние измерялось как на верхнем, так и на нижнем корпусе. Оба компонента BGA с последовательным соединением имеют шаг 1 мм. Для моделирования FE была усилена симметрия и применены соответствующие граничные условия. Результаты анализа FE и экспериментального DVC хорошо коррелируют друг с другом, что устанавливает DVC, при использовании в сочетании с рентгеновской µ-КТ, как очень надежный метод определения деформаций или напряжений и визуализации их такими, какие они есть на самом объекте, без его физического разрушения.
Авторы:
Pradeep Lall, Kartik Goyal
Auburn University, NSF-CAVE3 Electronics Research Center, AL, USA
Ben Leever
US Air Force Research Labs, OH, USA
Jason Marsh
NextFlex Manufacturing Institute, CA, USA
- Надежность оловянно-свинцового припоя по сравнению с бессвинцовым припоем
- CTE и проблемы с надежностью паяных соединений
- Охрупчивание золота в паяных соединениях
Первоначально опубликовано в Протоколах МПК (The IPC Proceedings)