In einem früheren Beitrag habe ich über große Hohlräume in der Grundplatte bei der Elektronikmontage gesprochen und dabei auf ein statistisches Werkzeug namens Ishikawa-Diagramm verwiesen. Dieses Werkzeug hilft dabei, einen Prozess abzubilden, und bietet eine hervorragende visuelle Hilfe, um potenzielle Fehlerursachen und die Auswirkungen der Prozessvariablen aufzuzeigen. Dieses spezielle Ishikawa-Diagramm zeigte, dass das Leiterplatten-Design einen großen Einfluss auf die Hohlraumbildung haben kann. Heute werde ich etwas tiefer in dieses Thema einsteigen und darüber sprechen, wie wir große Lötporen in der Massefläche bei der Elektronikmontage durch unterschiedliche Leiterplattenkonstruktionen minimieren können .
Das Design von Leiterplatten (PWB) kann einen enormen Einfluss auf die Bildung von Hohlräumen im BTC haben. Oft werden Durchkontaktierungen in den Wärmeleitpads in die Leiterplatte eingebracht, um die Wärmeableitung zu unterstützen. Manchmal werden diese Durchkontaktierungen gefüllt oder vergraben – was sich weniger auf die Hohlraumbildung auswirkt. Oftmals ist das Füllen der Durchkontaktierungen zu kostspielig, und obwohl Durchkontaktierungen einen Kanal für das Entweichen flüchtiger Flussmittelbestandteile bieten können, können Größe und Form der Durchkontaktierung die Hohlraumbildung im BTC verstärken. So haben wir beispielsweise festgestellt, dass in bestimmten Fällen, in denen große Durchkontaktierungen in den thermischen Massepads vorhanden sind, die Hohlraumbildung zunimmt. In diesem Szenario neigt die auf dem Massepad vorhandene Lötpaste dazu, während des Reflow-Prozesses in die Durchkontaktierung hinabzusickern. Dies zieht das Bauteil tendenziell näher an die Leiterplatte heran, wodurch sich die Abstandshöhe verringert, was ein ordnungsgemäßes Entweichen der flüchtigen Flussmittelbestandteile erschwert. Dies ähnelt dem Einfluss der Schablonendicke auf die BTC-Hohlraumbildung, den ich in einem früheren Beitrag über den Einfluss des Schablonendesigns auf die BTC-Hohlraumbildung erörtert habe. Das Ergebnis wäre typischerweise eine höhere Porenbildung bei BTC.
Viele Designs weisen keine Durchkontaktierungen auf, und in diesem Szenario würden die Größe und Form des Pads sowie das Verhältnis zwischen dem Leiterplatten-Pad und dem Bauteil-Pad einen größeren Einfluss auf die BTC-Hohlraumbildung haben. Diese Variablen können sich auch auf Wärmeleitpads mit Durchkontaktierungen auswirken. Ist das Wärmeleitpad der Leiterplatte größer als das des Bauteils, neigt die Lötpaste dazu, das Pad stärker zu benetzen, was wiederum den Abstand des Bauteils verringern und somit zu einer stärkeren Hohlraumbildung im BTC führen könnte.
Es gibt einige Entwürfe, bei denen eine Lötmaske auf den Pads aufgebracht wird, um den Abstand zu regulieren, die Größe des Pads zu verringern oder einen Entgasungskanal zu schaffen. Diese Entwürfe können zur Verringerung von BTC-Hohlräumen beitragen, sofern sie für die jeweilige Komponente und Anwendung richtig ausgelegt sind. Derrick Herron, Dr. Yan Liu und Dr. Ning-Cheng Lee haben zu diesem Thema einen hervorragenden Artikel mit dem Titel „QFN Voiding Control Via Solder Mask Patterning on Thermal Pads“ verfasst.
Seien Sie gespannt auf meinen nächsten Beitrag darüber, wie Reflow-Profile die Hohlraumbildung unter Bauteilen mit Anschlüssen auf der Unterseite beeinflussen können.
