In un post precedente ho parlato della formazione di grandi cavità nel piano di massa nell’assemblaggio elettronico e ho fatto riferimento a uno strumento statistico chiamato “diagramma di Ishikawa”. Questo strumento aiuta a mappare un processo e fornisce un eccellente supporto visivo che consente di evidenziare le potenziali cause dei difetti e gli effetti che le variabili di processo possono avere. Questo particolare diagramma di Ishikawa ha mostrato che la progettazione dei circuiti stampati (PWB) può avere un forte impatto sulla formazione di cavità. Oggi approfondirò ulteriormente questo argomento e parlerò di come sia possibile ridurre al minimo la formazione di grandi vuoti di saldatura nel piano di massa durante l’assemblaggio elettronico, variando la progettazione dei circuiti stampati.
La progettazione dei circuiti stampati (PWB) può avere un effetto notevole sulla formazione di vuoti nel BTC. Spesso vengono aggiunti alla scheda dei fori passanti nei pad termici per favorire la dissipazione del calore. A volte questi fori passanti vengono riempiti o interrati, il che ha un effetto minore sulla formazione di vuoti. Spesso riempire i fori passanti risulta troppo costoso e, sebbene i fori passanti a foro passante possano fornire un canale di fuga per le sostanze volatili del flussante, le dimensioni e la forma del foro stesso possono aumentare la formazione di vuoti nel BTC. Ad esempio, abbiamo riscontrato che, in alcuni casi in cui sono presenti fori passanti a foro passante di grandi dimensioni nei pad termici di massa, la formazione di vuoti aumenta. In questo scenario, la pasta saldante presente sul pad di massa tende a penetrare nel via durante il riflusso. Ciò tende ad attirare il componente più vicino alla scheda, riducendo l’altezza di distanziamento, il che rende più difficile la corretta degassificazione delle sostanze volatili del flussante. Questo è simile all’effetto dello spessore dello stencil sulla formazione di vuoti nel BTC di cui ho parlato in un post precedente sull’effetto della progettazione dello stencil sulla formazione di vuoti nel BTC. Il risultato sarebbe tipicamente una maggiore formazione di vuoti nel BTC.
Molti progetti non presentano vie, e in questo scenario le dimensioni e la forma del pad, insieme al rapporto tra il pad della scheda e quello del componente, avrebbero un impatto maggiore sulla formazione di vuoti nel BTC. Queste variabili possono influire anche sui pad termici dotati di vie. Se il pad termico della scheda è più grande di quello del componente, la pasta saldante tenderebbe a bagnare maggiormente il pad e ciò potrebbe anche ridurre la distanza di isolamento del componente, con conseguente aumento della formazione di vuoti nel BTC.
Esistono alcuni progetti che prevedono l’applicazione di una maschera di saldatura sui pad per controllare la distanza di isolamento, ridurre le dimensioni del pad o fornire un canale di degassamento. Questi progetti possono contribuire a ridurre la formazione di vuoti nel BTC, se progettati correttamente per il componente e l’applicazione specifici. Derrick Herron, il dott. Yan Liu e il dott. Ning-Cheng Lee hanno pubblicato un eccellente articolo su questo argomento intitolato “QFN Voiding Control Via Solder Mask Patterning on Thermal Pads”.
Restate sintonizzati per la mia prossima analisi su come i profili di riflusso possano influire sulla formazione di cavità sotto i componenti con terminazioni inferiori.
