CTE不匹配会导致可靠性问题吗?



CTE不匹配会导致可靠性问题吗?
由于CTE与基板材料FR4不匹配,使用bga、QFNs或SONs是否会增加焊点可靠性的风险?Jim Hall和Phil Zarrow, The Assembly兄弟,讨论这个场景。
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欧宝体育娱乐进不去了董事会演讲由Phil Zarrow和Jim Hall主持ITM咨询
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菲尔Zarrow
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菲尔拥有超过35年的PCB组装经验,是SMT工艺失效分析的领先专家之一。他在SMT设备、材料和工艺方面有丰富的经验。
吉姆霍尔
吉姆霍尔
作为精益六西格玛黑带大师,吉姆拥有丰富的知识在焊接,热技术,设备和工艺基础。他是回流学的先驱。

成绩单


菲尔。
欢迎来到董事会演讲。欧宝体育娱乐进不去了这是吉姆·霍尔和菲尔·扎罗,集合兄弟,Pick and Place。

我们今天的问题是什么?

吉姆
好的,它来自DH。硅树脂涂层板已经标准化的过程,无论何时客户想要保护从湿气或灰尘。

最近我们听说,由于CTE与其他材料FR4不匹配,它可能会损害焊点的可靠性。使用BGA,底部终止件QFNs或SONs是否增加了风险?这些包装是低调的,并有可能有较少的渗透硅胶下比通道和帽的离散部分。首先,真正技术性的是CTE不匹配所关心的是涂层材料,你的硅胶或其他保形涂层和你的球的焊点或你的底部终止组件的终端之间的不匹配。

一般的答案是,是的,我们已经看到了问题,特别是底部终止组件。QFNs等等,有足够的渗流下的涂层材料部分,当它通过加热环境中,材料目前under-filled,至少部分的边缘扩张,使焊点上的纵向拉应力和裂缝。我在btc上看到过。我没有在球网格阵列上看到任何这样的例子,但我不能说这是不可能的。

菲尔。
是啊,有可能,只是最近没被绊倒过。

吉姆
所以,是的,总会有渗漏的可能。是的,这当然是一个问题。正如你所说热环境将是最大的驱动力。你的成品将会看到的热温度变化是多少?

菲尔。
就像Jim说的,最重要的事情是在z轴上的扩张会让你。我们实际上看到一个例子,客户使用的是底部终止涂层,而不是焊接飞机,它不需要,你知道,在热传导或其他方面。是的,保形涂层渗入了下面,是的,他们有一个可怕的问题,关于断开,我想你可以说。CTE是强大的东西。

吉姆
这是一个问题。当然,第一件事就是要理解,你将要面临的热环境。

菲尔。
所以希望这回答了DH的问题,他可以回到那里骑行——在沙漠中骑行,以及其他一切,你们也可以。感谢大家收听“董事会谈话”。欧宝体育娱乐进不去了不管你做什么,不管你是否使用保形涂层,但是关于你的焊点

吉姆
不要像我哥哥那样焊接。

菲尔。
请别像我哥哥那样焊接。

评论

我同意多明戈的一些担忧。一些但不是所有的军事客户要求BGA欠填充,试图匹配BGA和基板之间的CTE。bga有一些额外的好处,因为球可以帮助膨胀和收缩,就像以前的组件引线一样。我小心翼翼地观察所有底部端接元件,特别是QFNs,它们通常是电路的关键部分。我认为,由于CTE三角洲在一个小区域内,它们通常非常小的事实缓解了扩张和收缩的一些影响。
k·莫布利,Tektone声波信号公司
你关注的是保形涂层的效果。那么底物的作用呢?与组件或SAC相比,FR4的CTE相当相似,但如果将FR4换成氧化铝或铜,效果则完全不同,甚至在验证过程中也可能出现裂缝。
多明戈·何塞·勒布朗·贝杜戈,马涅蒂·马瑞利-汽车照明
这绝对是一个重要的话题,你提供了很好的见解。我想以你的评论和内森的评论为基础。您已经讨论了CTE不匹配的风险,特别是如果涂层能够进入关键组件(即BGA, QFN)下。


还有一些其他的问题也会慢慢浮出水面。需要注意的一点是灌封/涂层材料的玻璃化转变温度(Tg)。虽然硅酮的Tg值很低(大约在-40℃到-65℃之间),但一些丙烯酸和聚氨酯的Tg值在室温左右。如果你在操作过程中不断越过Tg,这肯定会减少故障发生的时间。在这种情况下,选择适形涂层材料时,了解现场环境是关键。


其他适形涂层问题通常属于板清洁度和粘附问题的主题,因为夹带污染物或涂层分层可以导致各种问题。这与CTE不匹配没有太大关系。



我们确实看到了一些与不恰当地选择或应用涂料和涂料有关的问题。下面是一些幻灯片,它们很好地概述了在涂覆和涂覆过程中遇到的各种挑战:


https://www.dfrsolutions.com/hubfs/Resources/services/Coatings-and-Pottings-Issues-Challenges-and-Consortium.pdf?t=1534877316970
乔希·阿克曼,DfR Solutions公司
是的,BGA下过度的保角涂层会导致可靠性降低。就风险而言,我将把涂料分为以下几类:
  1. 丙烯酸
  2. 氨基甲酸乙酯
  3. 硅胶

一篇显示过度保形涂层的影响的论文:

https://www.dfrsolutions.com/the-effect-of-improper-conformal-coating

我们看到了许多与保形涂层和灌封有关的有趣的故障
内森,DfR的解决方案

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