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PCBブログ

PCBブログ - fr 4−pcbスポット強度の経年劣化

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PCBブログ - fr 4−pcbスポット強度の経年劣化

fr 4−pcbスポット強度の経年劣化

2023-02-28
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Author:iPCB

1.溶接点のエージング

fr 4 pcbの溶接が完了すると、溶接点主合金の結晶構造が不安定になり、時間が経つにつれて徐々に増加し、多くの境界による内応力を減少させる(通常、境界は不純物濃度が高く、エネルギーが高く、安定性が悪い)。室温でも通常の共晶合金に必要な再結晶温度を超えている。粒径の増加と境界の減少に伴い、境界内の不純物濃度は相対的に増加した。溶接点の疲労寿命が25%消費されると、境界に微孔が現れる。しかし、疲労寿命が40%消費されると、それはさらに悪化し、マイクロクラックを発生し、これは溶接点をより脆弱にする。

fr 4プリント配線板

2.CTE不整合

3つの部材(ピン、半田、パッド表面)の全体的な熱膨張係数のCTE不整合差が大きくなると、半田強度の劣化も加速する。例えば、セラミックスBGA自体のCTEは2 ppm/226であるが、FR−4回路基板のCTEは14 ppm/226である。両者の間の溶接強度は容易ではない。局所CTE不整合については、銅が17 ppm/226、セラミックスが18 ppm/226、Alloy 42が20 ppm/226などがよく発生します。しかし、局所CTE不整合の影響は、上述の全体不整合の効果よりやや小さい。非常に均一なSn 63/Pb 37であっても、その組織にはスズと鉛が豊富な領域があることがある(それらの間にも6 ppm/226の内部CTE不整合がある)。


3.故障モード例

1)冷間溶接

リフロー中、ボール底部fr 4 pcbパッド上の半田ペーストを指し、熱不足のため、半田ボールと完全に融合していない。このとき、球状表面は粗い粒状の外観を呈し、首縮も発生する。一般に、腹部底部の内部球体は冷間溶接が容易である。


2)パッド自体に錫がない

PCB基板BGA領域のボールパッド表面が異物に汚染されており、ペーストがベースパッドと反応できないことを意味する。スズが食べられない場合、はんだペーストは溶融され、ボールフットに吸収され、開路につながる。しかし、この現象は、支持板の曲げや反りに起因することもある。ENIGをPCBパッド表面に用いた場合、ブラックパッド疾患が発生すると、ニッケル層付きも同様の不具合が発生する。


3)ロブ

BGA素子が前にしっかり固定されておらず、下流の組立と溶接の過程で再加熱され、外力に引っ張られて首から分離されることを意味し、これは熱機械応力によるものである。しかし、fr 4 pcbのフットレストは通常溶接が良好で、欠損が少ない。


4)目標を1つ放棄する

ボールをベアリングプレートに植える過程で、ボールの足がしっかり植え付けられなかったり、後に外力に当たってボールを失ったりした。この欠点はX線またはシステムまたは回路試験(ICT)で容易に発見されるが、それが加熱にのみ使用される場合

散逸または公共接地、これは内部球とは関係ありません。これは別のことです。


5)支持板の反り

実際、将来的には鉛フリー溶接の熱が大幅に増加し、大型fr 4 pcbが反るだけでなく、有機キャリア自体も反り変形を逃れることができず、腹部底部のボール足を高さに合わせて変動させることもできる。支持板の板はTg 180 BT樹脂であるが、内部シールに搭載されたチップのCTEとは大きく異なる。そのため、無鉛熱が大きすぎると、支持板が上向きに曲がり、ボール足の4つの角が引き伸ばされたり、宙に浮いたりすることがあります。溶接がしっかりしていても、応力と伸びの影響で溶接接触面積が小さくなり、強度が不足するため、設計者は四隅に1/0のボールフットを置くことができない。この異常現象は大型BGAで発生する可能性が最も高い。


6)外部機械力による損傷

回路基板は組み立てやテスト中に予期せぬ損傷を受けることが多く、BGAが大きくなるとボールフットがテスト中に怪我をすることもあり、これは後続の溶接点の強度に影響を与える。PCBAの組み立てが完了しても、誤って外力の衝撃を受け、PCB表面の銅マットまで引き上げられて漂着することがあります。安全のために、底部ゴムや四角の角ゴムを安全手段として使用したり、角マットの面積を増やしたり、楕円形の長マットにしたりすることもできます。しかし、設計者は既製のビジネスソフトウェアしか使用していないため、この方法は容易には実現できない。


7)溶接熱不足

ボールが腹部底部で吸収する熱が不足すると、ボール自体が溶解して液体になることができず、溶接ペーストと一緒に癒合することができず、そのfr 4 pcb形状は正常な押し潰しと短縮の正常な状態を呈することが困難になる。