Via-in-pad Teknolojisinin Ultrasonik Reliability ve Assembly Processes üzerindeki Etkisi

Daha küçük, daha hızlı ve daha fazla özellik zengin elektronik cihazlar için sürekli talep, yüksek çözünürlükte (HDI) tasarımları ile, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan mühendisler için sürekli olarak talep etmektedir.

Via-in-Pad Teknolojisi

Geleneksel PCB tasarımında, vias genellikle ince izlerini kullanarak pedleri bölmek için rotalanır, değerli yüzey alanını işgal eder ve genellikle tasarımcıların parçalara ayırmalarını zorlar. Via-in-pad, bu sınırlamayı, satılan pedin integral bir parçası olmasına izin verir.Bu yaklaşım özellikle top ızgara dizisinde yaygındır (BGA) paketler, cihazın satılan topların aşağıdaki deliklerle doğrudan hizalanır.

via-in-pad'in birkaç varyasyonu vardır, türe bağlı olarak ve nasıl dolu. en yaygın üç uygulama:

• [FONT:0) Hayırlı-gerçekten tamamlanmamış: ile açık veya sadece satılan maske ile çadırda kalmış. Bu yöntem nadiren yüksek kullanılabilirlik uygulamaları için kullanılır, çünkü arkadan wick satılabilir, sater boşluklar veya yetersiz eklemler yaratarak.
• [FONT:0]Epoxy-On-in-pad:[Dönetici: aracılığıyla tamamen ulaşılamayan bir epoxy reçinesi ile dolu, ki bu daha sonra taşlama veya fırçalama tarafından planlanmaktadır.
• [FONT:0)Kondüktif-gerçekten tamamlanmış olan:[Dönetici: [Dönetici:0)) Bu, hem bir düz yüzey hem de geliştirilmiş elektrik ve ısı iletkenliği ile birlikte yapılır.

Malzeme ve proses seçimi, yüksek akımları ve sıcaklık hızlarını ele almak için epoxy dolu dolu cihazlara bağlıdır. Örneğin, otomotiv elektronikleri genellikle yüksek akımları ve sıcaklık hızlarını işlemek için işlenebilir.

PCB Reliability üzerinde Etkisi

Via-in-pad teknolojisi doğrudan satışçı eklem bütünlüğü, termomekanik stres dağılımı ve delaminasyona karşı direnç dahil olmak üzere birkaç güvenilirlik faktörü etkiler.

Solder Voiding ve Ortak Kalite

En acil güvenilirlik endişe, geri dönüş sürecinde satılan boşlukların oluşumudur. Boş veya kısmen bir bileşenli bir ped altında otururken, ortak alanın% 25'i önemli ölçüde yorgunluk hayatını azaltabilir.

Delaminasyon ve Laminat Stres

Bir pedin altında doğrudan bir pedin varlığı, bakır ped ile malzeme arasındaki yerel ısıtımı (CTE) yanlış bir şekilde değiştirir ve laminat sırasında, ısılı kaplamalar ile birlikte, kontrollü kaplama kalınlığı ve bağlı olarak, bu tür hataları önlemek için gereklidir.

Harsh Ortalarında Yenidenlik

Yüksek nem veya koreal gazlarla ortamlarda, via-in-pad tasarımları daha iyi bir düzenleme sağlar.Incomplete of the via neme veya kirleticilerin kapiller eyleminin önlenmesine izin verir. Aşırı ortamlar için, elektrokimyasal göçün (ECM) veya iletken bir filament (CAF) büyümesi.Inclusive vias offer better cover, but must still be paired with an appropriate-er Maske tasarımı to prevent capillary action.For extreme environment, konforal kaplama.For extreme environment, in-in-pad area is often recommended.

Üretim Challenges

via-in-pad ile kabul etmek, geleneksel yerleştirme yoluyla PCB üretimi ve montaj süreçlerinin üzerinde sıkı kontrolü gerektirir. Anahtar zorluklar şunlardır:

• [FONT:0)Via dolum ve planlayıcılaştırma: Achieving a completely full via with a correct, coplanar yüzey talepleri hassas. Hava cepleri veya tamamlanmamış dolgular daha sonra, beton doldurma malzemesini ped yüzeyine zarar vermeden ortadan kaldırmalıdır.
• [FONT:0) Tekerlik:[Dönetici:[Dönlendirmeden sonra, ped genellikle düz yüzeyi geri yüklemek için bakırla yeniden kaplamalıdır. Inconsistent kaplama kalınlığı, gemide eşitsiz olarak satılma veya fakir polislik için geri dönülemez.
• [FONT:0) Soldering process penceresi:[Dönetici: 0D][/FONT][/TRNT=0) Standart bir ped gibi davranır, ancak arka kapağı değiştirebilir. Pre ısıtma ve soak süreleri aşırı ısıtmalı parçalar olmadan yeniden akış sağlamak için ayarlamaya ihtiyaç duyabilir.
• [FONT=0)Inspection zorluk:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)Inspection zorluk:[Dönetici:[Döneticileri) Otomatik x-ray denetim (AXI) yanlış olmayanlardan ayırt etmek için programlanmalıdır.

Güvenilir Üretim Çözümleri

Bu zorlukların üstesinden gelmek için, üreticiler kuruldu yönergeleri takip ediyor:

• BGA ve QFN pedleri için dolu dolu parçaları kullanın, bu da via-in-pad içerir.
• IPC-6012 Sınıf 3, derinliği ve düzlüğü toleransları da dahil olmak üzere, üretim gereksinimi için.
• Satışlı konveyörler ve termal gradientler optimize etmek için yeniden akış profilleri üzerinde tasarım-of-experiments (DOE) yapmak.
• IPC-A-610 ve IPC-7095'e dayanan hata kriterleri ile yüksek kullanılabilirlik kurulları üzerinde %100 X-ray incelemesini uygulayın.

Assembly Processes

Via-in-pad teknolojisi temel olarak bileşenlerin PCB'ye nasıl toplandığını değiştirir. birincil değişiklikler, yeniden akış profili ve denetimde meydana gelir.

Solder Paste Stencil Design

via-in-pad için, stencil aperture sadece ücretli maske ile hesaba çekilecek, biraz kalın veya ek bir sallama hacmi gerektirir.BGA uygulamalarında, ped düz, bu yüzden standart stencil tasarım kuralları uygulanır. ancak, eğer via sadece satılan 5 veya 6 mil boyunca, pedin ve hala güvenilir bir ortak oluşturmak için yeterli miktarda ücretli bir depresyona sahip olabilir.

Yeniden akış, stoklama

Bir via-in-pad termal kütle, bir aradan önce bir pedin bundan farklı olarak farklıdır, çünkü bakır kovan ısıyı daha verimli bir şekilde yürütür.Bu, depoda serin kalmasını ve potansiyel olarak soğuk eklemlere veya mezarlara neden olabilir.Buna karşı koymak için, geri dönüşümlü bir atmosfer daha yüksek bir zirve sıcaklığına ihtiyaç duyabilir.

Dalga ırtma

Komplikeli teknoloji panjurları için yüzey kaplamalı bileşenler, alt tarafta açılmak veya tüm bu tür mesajların dolu ve önceden satılan dalgalara kadar planlanabileceğini belirtmek gerekir.

Muayene ve Yeniden Çalışma

X-ray inceleme, kaliteli ve satılan ortak bir bütünlük ile doğrulamak için vazgeçilmez hale gelir. Otomatik optik denetim (AOI) eksik bileşenleri veya yönlendirme sorunlarını tespit etmek için kullanılabilir, ancak ped altında silinemez.Bir via-in-pad bileşeninin çalışması daha zor olabilir çünkü kapak malzemesi kaldırıldığında hasar görebilir.

Assembly için Avantajları

Ek karmaşıklığına rağmen, via-in-pad sık sık meydan okumalara bağlı olarak zorlayıcı faydalar sunuyor:

• [FONT=0)Redüklenmiş PCB büyüklüğü:[Dönetici:[Dönetici) Gayrimenkul ile ayrı ihtiyaç ortadan kaldırmak için, tasarımcılar tahta ayak izini% 15-30 azaltabilir, daha küçük son ürünler etkinleştirebilir.
• [FONT:0] Geliştirilmiş elektrik performansı:[Dönetici:[Dönetici] Kısa sinyal yolları, yüksek hızlı dijital ve RF devreleri için kritik olan parasitik indükleme ve kapasitance azaltır. Via-in-pad ayrıca sinyal yansımalarına neden olan şok etkilerini azaltır.
• [FONT:0)Enhanced termal yönetim:) Doğrudan güç bileşenleri altında yerleştirilen Vias, tahtadan bir ısıt veya termal uçakla ısıtılabilir.
• [FONT:0) Yüksek bileşen yoğunluğu:[Dönetici:[Dönetici:0) Daha Fazla bileşen aynı yönetim alanına yerleştirilebilir, genel ürün boyutlarında artış olmadan ek fonksiyonların entegrasyonunu kolaylaştırabilir.
• [FONT:0) Basitleştirilmiş routing:[Dönetici:[Dönetici:0))Köpek altında saklı olan, iç tabakalarda tıkanma, daha kolay tabaka atama ve daha düşük tabakaların birçok tasarımda bulunması.

Malzeme Seçimi ve Yöntemleri

Doğruyu doldurma malzemesi ile seçmek önemli bir tasarım kararıdır. Aşağıdaki tablo ortak seçenekler:

Bakır kaplama ile yıkamak en pahalı ama aynı zamanda en güvenilir yöntemdir. İnce bir tohum katmanı uygulandıktan sonra sağlam bakır ile doldurulmasını içerir. Sonuçlar bakır pediyle yakından eşleşen, ısı stresiyle belirlenir.Bu teknik IPC-4761 Tip VII'de belirtilmiştir ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanılır.

Via-in-Pad için tasarım göz önüne alınır

Montajın güvenilirliğini ve kolaylığını sağlamak için, PCB tasarımcıları belirli yönergeleri takip etmelidir:

• [FONT:0)Via çapında:[[Dönetici: 0,3 mm'nin altında, tam dolum sağlamak için değiştirilebilir. Büyük vias, çoklu doldurma döngüleri, artan maliyet ve risk gerektirir.
• [FONT:0)Pad'in denge yoluyla elde edilmesi:[Dönetici:[Dönetici:0) 50 μm'nin minimum bir parçası, kayıt hataları için tolerans sağlamak için bile doldurulmalıdır.
• [FONT:0]Land pattern büyüklüğü:[Dönem:[Dönem: 1 ) Arazi kalıbının çapı, sağlam bir ortak sağlamak için en az 0.1 mm daha büyük olmalıdır.
• [FONT:0)Signal bütünlük:[DDD EM araçları kullanarak yapı kullanarak, yüksek hızlı sinyaller için, geçici olarak tamamlanmış olan işlemleri en aza indirmek için kullanın.
• [FONT:0) ⁇ denge:[Dönetici: 1) Dağcılık, yeniden akışı sırasında yönetim kurulu tarafından savaşabilecek yerelleştirilmiş CTE yanlış bir uyum altında bile dolu bir şekilde dağılır.
• [FONT:0]Stackup planlama:[Dönetici:[Dönetici:0) Via-in-pad, mikrovias (laser matkaplanmış) ile diğer katmanları etkilemeden bağlantılı hale getirilmesine izin verir.

Via-in-pad Teknolojideki Future Trendleri

Cihaz yoğunluğu arttıkça, via-in-pad birkaç şekilde gelişecektir:

• [FONT:0)Milyon-in-pad:[Dönetici:[Dönetici: 0) 100 μm'nin altındaki çaplarla, bu tür parçalar lazer ablası tarafından oluşturulur ve iletken salak veya bakır ile dolu.
• [FONT:0)Embedded via-in-pad:) Vias tamamen BGA paketinde, ana tahtadan ziyade PCB karmaşıklığını azaltır.
• [FONT:0) İleride malzemeler: [Dönetici: [Dönüşük Olmayan Davranışlar ve Hibrit Epoxy-copper kompozitler, güvenilirlikleri korumak için maliyet azaltmayı amaçlamaktadır.
• [[D-printed iletkenler, özellikle geleneksel kaplamayı değiştirebilir, özel bağlantılar için tasarım esnekliği sunabilir.

IPC gibi endüstri standartları, yönergelerini sürekli olarak güncelliyor. IPC-7095'in son revizyonu ([Dönem:0) BGAs için Tasarım ve Assembly Süreci Uygulaması) ile ilgili ayrıntılı öneriler içerir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Via-in-pad teknolojisi, PCB tasarımcısının aracı olan bir araçtır, miniaturizasyona izin vermek, gelişmiş elektrik performansına ve geliştirilmiş termal yönetime sahip olmak gibi, başarılı uygulama, maddi seçime, üretim süreçlerine ve montaj tekniklerini anlamak için dikkatli bir şekilde önem verir.En iyi uygulamaları anlamak için - gelişmiş PCB tasarımının zeminini kullanarak - X-ray denetimlerini optimize etmek gibi - elektronik cihazlardaki en yüksek performansı anlamaya devam eder.

Daha fazla okuma için IPC-7095 standardına ([Dönetici:0)IPC resmi sitesine ) danışın, [[Dönetici tasarım rehberi aracılığıyla [Dönetici:2|Dönetici: 3 ) ve endüstri beyaz kağıtları sattı.