В этом исследовании используется нестандартная испытательная плата с датчиками, расположенными на нижней клемме, для изучения влияния чистоты и загрязнения на компоненты QFN.Краткое содержание
Время от времени возникает необходимость менять материалы, производственные процессы и технологические условия. Материал для пайки или чистящее средство могут стать недоступными из-за экологических норм, рыночных сил или изменения рецептуры. Следующие условия требуют валидации и проверки:
- Новые материалы для пайки и/или чистки, которые могут улучшить производительность или стать более экономичными.
- Новое паяльное или чистящее оборудование.
- Развитие технологий сборки позволяет использовать широкий спектр компонентов, размещаемых на очень плотных основаниях. Каждое из этих условий требует определенной формы проверки и подтверждения того, что процесс соответствует спецификациям качества и надежности производителей оригинального оборудования (OEM).
В стандарте J-STD-001 «Требования к паяным электрическим и электронным узлам» указано, что валидация и проверка должны быть подтверждены на испытательных стендах, которые являются репрезентативными для производимого продукта. Многие из стандартных испытательных стендов устарели и не соответствуют современным электрическим и электронным узлам. Целью данного исследования является использование нестандартной испытательной платы с датчиками, расположенными на нижнем стороне, для изучения влияния чистоты и загрязнения под компонентами QFN.
Нестандартная испытательная плата позволяет также изучать варианты конструкции термолопастей и разрабатывать профиль рисков. Это исследование рассказывает также о влиянии сопротивления поверхностной изоляции в источнике загрязнения.
Выводы
Целью данной статьи было исследование процесса захвата остатков флюса и его способности вызывать токи утечки под компонентами QFN. Компонентам QFN свойственны проблемы из-за большой термической массы припоя под выводом компонента, малых зазоров и захвата тяжелых остатков флюса. Нестандартная испытательная машина для конкретной площадки предоставила возможность изучить влияние остатков флюса под нижним выводом и другие ключевые факторы, такие как определение паяльной маски, профили оплавления, конструкции наконечников заземления и эффекты очистки.
Выводы, сделанные на основе полученных данных, показали, что движущим фактором отказа является отсутствие вентиляционных отверстий для выхода остатков паяльного флюса в центральном наконечнике заземления. Если в центральном наконечнике заземления расположены вентиляционные отверстия, остатки могут присутствовать, но это не приводит к сбоям. Из этих результатов можно сделать вывод, что, когда неочищенный флюс имеет канал для выхода газа, активность этого уровня менее проблематична. Когда остатки флюса не имеют канала для выхода газов, захваченные остатки активны по своей природе и имеют высокий потенциал образования токов утечки, когда деталь подвергается воздействию влаги.
Данные также указывают на то, что неправильная очистка может стать проблемой. Удаление остатков флюса под компонентом с низким зазором представляет собой сложную задачу. Для растворения остатков флюса, создания структуры потока и полной очистки требуется более длительное время промывки и более высокое давление. Когда остатки полностью очищены, риск токов утечки значительно снижается. И наоборот, если остатки после очистки все еще присутствуют, риск утечки тока увеличивается на компонентах, которые не имеют вентилируемой тепловой отверстий.
Нестандартная конструкция испытательного стенда является эффективным методом понимания остаточных эффектов и вариантов проектирования для разработки профиля риска. Полученные данные могут быть использованы для оптимизации и разработки наилучших условий повышения надежности компонентов с нижним подключением, собранных на печатных платах.
Авторы:
Mike Bixenman, DBA
KYZEN Corporation, Nashville, TN, USA
Mark McMeen, Jason Tynes
STI Electronics, Huntsville, Al, 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)