Выбор паяльной пасты для монтажа плат с BTC


Были испытаны два типа паяльной пасты разного химического состава при различных параметрах печати для достижения равномерного нанесения пасты на плату с BTC (Bottom Terminated Component).

Резюме

Компоненты с нижним расположением выводов (BTC — Bottom Terminated Component) стали широко использоваться в электронной сборке, особенно в корпусах Quad Flat No-lead (QFN). Низкая стоимость и небольшой размер с улучшенными тепловыми и электрическими характеристиками делают компоненты BTC очень привлекательными для многих приложений.

Внедрение компонентов BTC сопряжено с трудностями. Низкий зазор, большая центральная термоплощадка и отсутствие выводов приводят к проблемам копланарности из-за коробления платы и несоответствия коэффициента теплового расширения (КТР). Эти же особенности BTC могут способствовать увеличению количества непропаяных полостей по сравнению с другими конструкциями корпусов. Различия в форме, размере и ориентации между большой центральной/тепловой площадкой и малыми контактными площадками по периметру создают разные требования к паяльной пасте, что затрудняет обеспечение и доставку пасты по всему корпусу микросхемы. Апертуры мелких компонентов могут страдать от пропусков и недостаточного объема пасты. Большие открытые апертуры, наоборот, подвержены излишнему нанесению пасты. Эти различные требования к составу паяльной пасты усложняют ее правильный выбор.

В этом исследовании были оценены два химических состава паяльной пасты и несколько параметров печати, чтобы добиться равномерного нанесения паяльной пасты на печатную плату. К объему паяльной пасты предъявляются более жесткие требования из-за использования тонких трафаретов и необходимости обеспечения постоянной однородности паяльной пасты по всей площади основания компонента для предотвращения потенциального наклона компонентов с нижним расположением выводов. Параметры печати можно регулировать, чтобы обеспечить оптимальное количество (без зачерпывания/растягивания — no scooping/drag out) пасты под компонентом и избежать дефектов, связанных с недостаточным или избыточным количеством пасты на термоплощадке. Новый химический состав паяльной пасты с улучшенными реологическими свойствами был разработан для печати с меньшим углом наклона лезвия ракеля и меньшим давлением, что смягчает явление «зачерпывания», обычно наблюдаемое при большей апертуре. Уменьшение угла наклона лезвия ракеля при использовании этих составов также улучшает качество печати для всех размеров апертуры без повышенного выщелачивания флюса. Уменьшение давления и угла наклона ракеля при контакте с платой снизит износ трафарета и частоту его очистки. Усовершенствованные рецептуры приводят к более низкому уровню пустот и более равномерному нанесению пасты на больших и малых апертурах.

Выводы

Новое поколение паяльной пасты было разработано специально для решения проблем сборки BTC, в частности, образования пустот и однородности нанесения припоя.

Главный вывод заключается в том, что старые составы паяльной пасты могут быть неэффективны при печати компонентов с большой центральной площадкой и периметрическим расположением выводов, присутствующих на многих устройствах BTC, что может служить причиной возникновения таких дефектов пайки, как образование пустот и наклон центральной части компонента. Паяльная паста нового поколения, протестированная в этом исследовании, с улучшенной реологией была способна печатать с хорошими объемными характеристиками и хорошей стабильностью при различных настройках процесса.

Наиболее важной настройкой при техпроцессе было использование угла ракеля 45°. Это позволило использовать широкое окно настроек печати, обеспечивающее малые отклонения высоты больших и малых элементов одновременно при использовании паяльной пасты нового поколения. В то же время угол наклона ракеля в 60° продемонстрировал неспособность обеспечить тот же уровень постоянства результатов нанесения пасты.

Паяльная паста нового поколения не только способна решать задачи печати, связанные с наличием компонентов QFN в сборке вместе с другими устройствами с мелкими элементами, но также дает очень хорошие результаты по удалению пустот под термоплощадкой.

СКАЧАТЬ

Авторы

Anna Lifton, Westin Bent, Frank Andres, Irina Lazovskaya and Jason Fullerton
Alpha Assembly Solutions, NJ, USA

По материалам с сайта circuitinsight.com. Initially Published in the SMTA Proceedings

Еще статьи по новым технологиям: