The X-RAY pilt rääkis terve loo, kuid keegi ei kavatsenud seda üle vaadata. Tarbijapõhise plaat – paks moodul, mis oli loodud 0,5 mm sammuga BGA ümber – oli tegelikult tagasi saabunud reflow'ist 9-protsendilise esimese läbimise ebaõnnestumismääraga. Katkenud ühendused ei puudunud. Nad olid õhukesed. Röntgenpilt näitas solderühendusi, mis olid nagu dieedi teinud: osaliselt täidetud, solderita ja mõned selgelt piirjuhtumid avatud ühendustena.
Me kontrollisime tavalisi kahtlasi. Stents oli kindlaks tehtud – korras. juhiverm maht oli spetsifikatsioonis – karistus. Reflow-profiil vastas pasta tootja soovitustele – karistus.
Siis märkas insener plaadi pööramisel midagi alumisel küljel. Otse BGA ala all olid viad täis solderit. Mitte veidi. Täiesti täis, nagu väikesed metallist torud.
Kujundus oli paigutanud viad otse padidesse — via-in-pad, meetod, mis võimaldab tihedat BGA juhtimist — ja keegi ei olnud tegelikult defineerinud läbi pistikutega. Üleliitmisel voolas sulanud solder alati, kui see leidis avatud augu: see voolas sisse. Ühendused ees olid selle eest mõeldud.
Siin on mehanism lihtsustatult. Kui solderpasta sulab üleliitmisahjus, muutub see vedelaks. Vedel solder niisutab vaske — just seepärast on üldse võimalik solderida. Avatud läbipuu padil keskel on vaskega kaetud toru, mis viib otse laua sisse. Sulanud solderit ei pea suruma. Kapillaartoon tõmbab seda läbipuu torusse, sama nagu vesi tõuseb paberikäterätiku üles.
Sulatamise kogus, mida läbukaugus võib neelata, ei ole tähtsusetu. Mõelge tavalisele seadistusele: 0,25 mm läbimõõduga läbukaugus 0,4 mm sammuga BGA-padil. 0,25 mm läbimõõduga läbukaugus 1,6 mm paksus plaadis mahutab umbes 0,08 kuupmillimeetrit. Selle padile kasutatav tavapärane stentsi kandub sinna 0,1–0,15 kuupmillimeetrit pastat – ja pärast põletamist koosneb pasta ruumala poolest vaid umbes poolest terasest. Teisisõnu võib üksainus avatud läbukaugus imada endasse suurema osa sella ühenduse loomiseks mõeldud sulatust. Mõnel juhul isegi kogu.
See on probleemi matemaatiline alus. See ei ole madal tulemus. See ei ole ka „tihti saate veidi nõrgema ühenduse“. Avatud läbukaugus BGA-padil võib imada kogu selle ühenduse jaoks mõeldud sulatuse, jättes tagasi ühenduse, mis on kas lahti või nii sulatust puuduv, et see läheb termiliste tsüklite käigus kuude jooksul katki.
Keegi ei joonista tahtlikult avatud läbipääsu paadi sisse. Läbipääsu-paadi strateegia eksisteerib, sest see on ainus võimalus BGA (ball grid array) väga kitsaste pinide väljajooksuks. Kui pinide vahe on alla 0,5 mm, ei jää paadide vahel ruumi nii nimetatud „koerapõõsa“ marsruutimiseks – tavaline lahendus, kus paadist viiakse lühike juhe kõrvale asetsevasse läbipääsuasse. Paadi ise peab sisaldama läbipääsu, muidu ei saa disain üldse tootmisele minna.
Seega on see meetod õigustatud ja oluliselt vajalik. Inimesi segab aga eesmärk: läbipääs paadi sisse on lubatud ainult siis, kui seda töödeldakse õigesti. Disainiandmed märgivad „läbi alla“. Konstruktsioonijuhised peavad selgelt nõudma „see läbipääs täidetakse ja kinnitatakse“, ja kui seda ei tehta, valmistab tootja läbipääsu lihtsa plaatitud läbipääsunatena täpselt nii, nagu need joonisel on kujutatud, ning plaat saabub koos paljude väikeste, solderit „soovivate“ torukestega BGA all.
Olen tegelikult näinud seda seeriat kahe aasta jooksul kolm korda toimuvat. Arendaja kasutab tiheda seadme väljatoomiseks läbipuuri padidesse. Suurepärased märkused käsitlevad kihtide paigutust, toodet ja vasemasskaalat – kõike muud peale läbipuurimise töötlemise. Plaatide tootja pakkub hinda ja valmistab plaadi ilma küsimata, sest nende süsteem käsitab määramata läbipuuri avatud läbipuurina. Esimese paigaldusjärgse testimisega tuvastatakse probleem. Algab süüdistuste mäng. Keegi ei võida.
Läbipuurimisest tulenevad katked ei piirdu õhukate ühendustega. Neid on neli ja need kogunevad kokku:
Pinnaspinna puudumine ja katked. Ühendustes on vähem pinnaspinna, kui vajalik. Halvimal juhul ei niisuta BGA pall üldse padile ja tekib katke, mis ilmneb ainult funktsionaalsel testil – või veel halvemal juhul välistes tingimustes.
Aukude moodustumine. Ise siis, kui ühendus näeb sobivalt välja, jäävad tühjad kohad tihti alles läbiaukude (via) liikumata solderi tõttu. Tühjad kohad BGA-ühendustes suurendavad elektritakistust ja teevad pingekoncentratsioonipunkte. Soojusliku tsükli käigus nad laienevad. Vigane ühendus läbib tehases röntgenkontrolli, kuid 14. kuuks see ebaõnnestub.
Gaasivabanemine. Mitteühendatud läbiaukud võivad püüda torus enda sisse pinnatõmbetahvli jääke, niiskust ja töötlemise kemikaale. Üleliitmisel aurustub see kontaminatsioon ja surub mullid läbi sulanud solderi. Kõige halvemates juhtudes põhjustab see solderi väljapuhumise läbiaukude naaberpindadele – see viga võib kahe mitteühendatud juhtme vahel lühikest teha ja põhjustada vea, mille leidmine on väga keeruline.
Solderipallid. Teisel küljel avatud läbiaukudest tekkinud solder võib moodustada lahtisi kerakesi plaadi alumisel küljel. Lahtised juhtivad osakesed korpuses on perioodiline lühike, mis ootab ainult oma aega.
Iga neist ebaõnnestunud seadistust saab vältida. Igaühe puhul ei märka seda hetkel, kui seda arendatakse – kahju teeb läbiaukude toru 30-sekundilise akna jooksul ümberkuumutusahjus.
Õnneks: sellel probleemil on hästi defineeritud ja standardne lahendus. Probleem aga on selles, et seda tuleb eraldi määrata, kuna see teeb teile lisakulusid ja ei toimu automaatselt.
Läbiaukude ühendamine on miinimumnõue – läbiaukude toru täitmine sellise materjaliga, et solder sinna ei pääseks. via-in-pad rakenduste puhul on levinud praktika läbiaukude täitmine koos kaanekattega : läbiauk täidetakse juhtiva või mittejuhtiva smoolaga, smool kõvendatakse ja tasandatakse ning seejärel kantakse ülevalt peale vasemikki. Tulemuseks on padipind, mis on võrdväärne padipinnaga ilma läbiaukudeta. Solderpasta asub tahke vasemikul täpselt nii, nagu stentsi disain seda ette nägi.
Tööstus jagab turvalisuse alusel IPC-4761 , mis määrab seitsme erineva turvakaitsesüsteemi kasutamise, alates lihtsast tentingust kuni täielikult täidetud ja kaetud konstruktsioonideni. Via-in-pad puhul on olulised täidetud tüübid – tüüp IV (täidetud ja kaetud) ja tüüp VII (täidetud ja kaetud lisakattega). Allpool on erinevus, mis sageli segadust teeb: tenting – kus läbiviik on kaetud solder maskiga mõlemalt poolt – EI OLE via-in-padile sobiv. Tenting hoiab solderi augus pinnas, kuid soojuspinge all võib mask laguneda ning see ei takista õhupuuri ega kontaminatsiooni, mis jääb läbiviigu torusse. Tentingut kasutatakse läbiviikude puhul paadi vahel, mitte paadi sees.
kaks tähtsat lisateavet tootmisprotsessis:
Esiteks, täitmise materjali valik. Kandlik täitmise materjal (tavaliselt vaske sisaldav epoksi) valitakse siis, kui läbiviik juhib voolu – see tagab elektrilise ühenduse läbi paadi. Pole elektrijuhtiv põhjus on lubatud, kui läbipääs tuleb lihtsalt mehaaniliselt sulgeda. See valik mõjutab kulutusi ja elektrilisi omadusi ning selle tuleks teha stiilis testimiskirjeldus, mitte avastada tootmisel.
Teiseks täidetuse kvaliteet. Osa täidetud põhjust on sama halb kui avatud – kui materjal peatub toru keskel, jääb pad’i all ikka ruum, kus võib koguneda niiskust ja mis võib reflow’i ajal gaase eraldada. IPC soovitused nõuavad, et BGA piirkonnas oleks täide peaaegu tühimikuta, ja kogenud tootja teeb kindlasti iga tootmispaneeli kohta ristlõikeproovi, et seda tõestada. Kui teie tarnija ei suuda teile neid ristlõikeandmeid esitada, küsige, miks.
Kui signaaliedastus seda võimaldab, on kõige puhtam lahendus vältida via-in-pad’i kasutamist täielikult. Koerakõrvale juhtimine – lühike jäljend padist kuni kasutatava komponendini, mis on paigutatud sellele lähedale – on klassikaline valik ja see kõrvaldab probleemi allikas. Tasakaalutingimuseks on ruum: „koerakõrvu“ paigutus on suurem ning 0,4 mm-st väiksema sammuga ei mahu see tavaliselt ära. Seetõttu on via-in-pad üldse olemas.
On ka võimalus via-in-pad ainult seal, kus seda vajatakse . Plaat saab juhtida enamiku oma juhtmetest „koerakõrvu“ meetodil ja kasutada via-in-pad-i BGA-pingi ridade jaoks, mille puhul pole muud lahendust võimalik. See hübriidlahendus vähendab täidetavate läbiviikude arvu – just siin asub tegelikult konstruktsioonikulu – ilma et see mõjutaks juhtmete paigutamist.
Selle kogu probleemigrupi lahendus seisneb ühes reas tootmisjuhistes: täida ja kinnita kõik osa padides asuvad läbiviigud vastavalt IPC-4761 tüübi IV/VII nõuetele, kus täitmise tühjuseta olemine kinnitatakse ristlõikega.
See lause ei maksu sulle peaaegu midagi kirjutada. See säästab ümber tegemise, jäätmete tekkimise, alade vigade ja vaidluste tekkimise selle üle, kelle süü see on.
Siin on test, mille saad teha oma järgmise plaadiga enne seda, kui see läheb tootmisse: ava oma disainiandmed, loe läbi viad, mis puudutavad või asuvad solderpadi sees, ja küsi endalt, mis takistab vedelat solderit liikumast just nendesse. Kui vastus on "mitte midagi", siis oled leidnud probleemi juba enne seda, kui see maksab sulle terve tootmispartii. See on kõige odavam remont selles valdkonnas – ja seda saab kasutada igaüks, kes kulutab selle leidmiseks kolmekümme sekundit.
Uued uudised2026-09-07
2026-09-04
2026-09-03
2026-09-01
2026-08-31
2026-08-27
2026-08-26
2026-08-24
EN
