Num artigo anterior, falei sobre a formação de grandes cavidades no plano de massa na montagem de componentes eletrónicos e referi-me a uma ferramenta estatística chamada «Diagrama de Ishikawa». Esta ferramenta ajuda a mapear um processo e constitui um excelente auxílio visual que permite identificar as potenciais causas de defeitos e os efeitos que as variáveis do processo podem ter. Este Diagrama de Ishikawa em particular demonstrou que o projeto da placa de circuito impresso (PWB) pode ter um grande impacto na formação de cavidades. Hoje vou aprofundar um pouco mais esta área e falar sobre como podemos minimizar a formação de cavidades de solda em planos de terra de grandes dimensões na montagem de componentes eletrónicos, através de diferenças no projeto de placas de circuito impresso (PWB).
O projeto da placa de circuito impresso (PWB) pode ter um efeito considerável na formação de cavidades no BTC. Muitas vezes, são adicionadas vias nas almofadas térmicas à placa para ajudar na dissipação de calor. Por vezes, essas vias são preenchidas ou enterradas — o que tem um efeito menor na formação de cavidades. Muitas vezes, é demasiado dispendioso preencher as vias e, embora as vias de orifício passante possam proporcionar um canal para a fuga dos compostos voláteis do fluxo, o tamanho e a forma da via podem aumentar a formação de vazios no BTC. Por exemplo, constatámos que, em certos casos em que existem grandes vias de orifício passante nas almofadas térmicas de terra, a formação de vazios aumenta. Neste cenário, a pasta de solda presente na almofada de ligação à terra tende a ser absorvida pela via durante o refluxo. Isto tende a puxar o componente para mais perto da placa, reduzindo a altura de afastamento, o que dificulta a libertação adequada dos compostos voláteis do fluxo. Isto é semelhante ao efeito da espessura do estêncil na formação de bolhas no BTC, que abordei num artigo anterior sobre o efeito do design do estêncil na formação de bolhas no BTC. O resultado seria, normalmente, uma maior formação de bolhas no BTC.
Muitos projetos não incluem vias, pelo que o tamanho e a forma do pad, juntamente com a relação entre o pad da placa e o pad do componente, teriam um impacto maior na formação de vazios no BTC neste cenário. Estas variáveis também podem afetar os pads térmicos que incluem vias. Se a almofada térmica da placa for maior do que a almofada térmica do componente, a pasta de solda tenderá a espalhar-se mais sobre a almofada, o que também poderá reduzir a distância de isolamento do componente, resultando numa maior formação de vazios no BTC.
Existem alguns projetos que introduzem uma máscara de solda nos pads para controlar a distância de isolamento, reduzir o tamanho do pad ou proporcionar um canal de desgaseificação. Estes projetos podem ajudar a reduzir a formação de bolhas no BTC, se forem concebidos adequadamente para o componente e a aplicação específicos. Derrick Herron, o Dr. Yan Liu e o Dr. Ning-Cheng Lee são os autores de um excelente artigo sobre este tema, intitulado «QFN Voiding Control Via Solder Mask Patterning on Thermal Pads».
Fiquem atentos à minha próxima análise sobre como os perfis de refluxo podem afetar a formação de bolhas sob componentes com terminações na parte inferior.
