При сборке плат с QFN компонентами наблюдаются разрывы паяных соединений (около 9%) для выводов, расположенных рядом с центром компонента. С чем это может быть связано?Компонент имеет два ряда контактных площадок, и дефект появляется только в рядах рядом с центром компонента. По описанию разрывы наблюдаются на одной или двух контактных площадках. Платы проходят двухстороннее оплавление, и этот компонент монтируется на первой стороне. В чем может быть причина такого дефекта?
Самое простое объяснение — «нечистая сила», она могла поселиться в печи оплавления))) А если серьезно, то вариантов может быть предостаточно. Интересно, что значит цифра 9%? Это относится к данной плате? Или во всех случаях при монтаже QFN наблюдаются разрывы на 9% площадок? К тому же есть два ряда площадок, что еще усложняет задачу. Используются ли преформы для монтажа? Какой размер самой платы? Есть ли термослой?
Возможно, если не используется преформа, то речь идет о «всплывании» компонента. Когда на центральной площадке слишком много пасты, это приведет к подъему всего корпуса, и соединение на некоторых из площадках нарушается. Интересно только, почему разрывы всегда находятся на определенном месте, ближе к центру детали?
Следует посмотреть и на дизайн апертуры, особенно на местах разрывов, достаточно ли там пасты? В любом случае, такой дефект явно сигнализирует о недостаточном количестве пасты на этих выводах. Предположим, что изначально пасты достаточно, почему она «не доходит» до тех площадок при сборке? Каковы параметры печати? Есть ли деформация самого компонента?
Деформация компонента — сомнительный фактор. Все-таки компоненты QFN или BTC очень маленькие, во многих случаях меньше половины дюйма. Деформация встречается не так часто, как у некоторых больших и сложных корпусов BGA. Но коробление корпуса было бы хорошим объяснением. Центр компонента находится выше, чем углы, увеличивая расстояния между платой и компонентом.
Тем более, недавно было представлено предложение для более точной классификации и оценки коробления, в основе которого идея о том, что это явление двумерное. Вводятся новые описательные термины, типа «чашек» и «трубок». Лучше бы придумали количественную оценку, какие-нибудь цифры…
Вернемся к причинам описанного дефекта. Что если проблема в паяльной пасте? В ее паяемости? Надо смотреть место разрыва. Если на плате нет влаги, но есть следы пасты на площадке, то нет и хорошего контакта между площадкой и платой. Ну, и соответственно, наоборот. Плохое соединение может быть при загрязнении контактных площадок компонента.
И последнее… Но не менее важное — это финишное покрытие. Если HASL, то оно не очень хорошее. Проблемы могут быть и из-за него.
Комментарии
Дефекты обнаружены до второй или сразу после первого цикла оплавления? Если после первого оплавления с тестом детали все в порядке, сделайте маску, накройте компонент и дайте высохнуть. Запустите вторую сторону и перепроверьте соединения. Если соединение в порядке, то проблема с тем, что деталь проходит вверх дном во время второго прохода через печь!
Если это так, то вопрос почему? Указывается ли в спецификации на пасту максимальный вес компонентов, которые располагаются на нижней стороне? Если с весом компонентов все нормально, возможно, оплавление нижней стороны проходит при «повышенной» температуре или слишком много пасты на центральной площадке детали. Трудно разобраться с предоставленной информацией. Надеюсь это поможет!
Mark Maheux, Honeywell Fire Safety
Могут быть и другие источники проблемы. Во-первых, если паста из внутреннего ряда контактных площадок соединится с заземляющей площадкой во время оплавления, паста перетечет на большую центральную площадку. Доказательством этого может быть практически отсутствие припоя на «проблемных» соединениях. Во-вторых, наличие разрывов соединений на детали после двойного оплавления может быть связано именно со вторым проходом.
Повышенное натяжение на площадках вдоль вертикальной оси, может быть вызвано соседними контактными площадками, где такой нагрузки нет. По мере повышения температуры перед оплавлением разница в КТР увеличивают напряжение, и припой становится «слабым», интерметаллид «разрывает» соединения. Доказательством этого является разрыв на границе IMC/припой или свидетельство оплавления после разрыва соединения.
Julie Silk, Keysight Technologies
Подробнее в статье. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: