Полное руководство по подключению печатных плат: от надежности пайки BGA к выбору процесса – ключ к увеличению выхода печатных плат

Основная задача Via Pluging: создание надежных электрических и физических барьеров

После включения межслойных соединений неиспользуемые переходные отверстия на печатной плате могут создать множество скрытых рисков во время последующей сборки печатной платы, если их не обработать должным образом. Согласно стандартам IPC, его основными функциями являются: Во-первых, предотвращение просачивания расплавленного припоя через сквозные отверстия на сторону компонента во время пайки волновой пайкой, вызывающего короткое замыкание — особенно критическая проблема в густонаселенных конструкциях. Во-вторых, чтобы избежать попадания остатков флюса и паяльной пасты в переходные отверстия, что является частой причиной образования пустот припоя. Самое главное, что для переходных отверстий, расположенных непосредственно под контактными площадками BGA (Ball Grid Array), заглушка является обязательным этапом предварительной обработки. Он эффективно предотвращает выход газов или флюса через переходное отверстие во время оплавления припоя, образование пустот или даже потерю припоя в отверстии, что серьезно ухудшает механическую прочность и электрическое соединение паяных соединений BGA.

Отраслевые данные показывают, что без надлежащего подключения переходных отверстий частота отказов из-за микрокоротких замыканий, вызванных скрытыми шариками припоя или флюсом внутри переходных отверстий во время тестирования или эксплуатации, значительно возрастает. Таким образом, гладкое, цельное переходное соединение без пустот является фундаментальным требованием для достижения высокой надежности печатной платы.

Время для закупорки смолой: когда закрывать переходные отверстия?!

Реализация сквозного подключения варьируется, и выбор зависит от конечного применения печатной платы, ее стоимости и возможностей производителя. Общие методы включают подключение перед выравниванием припоем горячим воздухом (HASL) и подключение после HASL.

1. Заглушки после выравнивания пайкой горячим воздухом (HASL): этот процесс проще, но может легко привести к загрязнению поверхности платы и неровным площадкам, что потенциально влияет на точное размещение компонентов, что особенно вредно для пайки BGA.

2. Заглушка перед выравниванием припоем горячим воздухом (HASL): в настоящее время это более распространенный подход, имеющий несколько подметодов. Основная задача заключается в балансировании «полноты закупорки», «плоскостности поверхности» и «надежности медных отверстий». Например, использование алюминиевых трафаретов для точного подключения с последующим переносом рисунка и нанесением паяльной маски позволяет добиться превосходной плоскостности. Однако он предъявляет чрезвычайно высокие требования к меднению (толщина меди через стену обычно должна соответствовать требованиям стандартного класса серии IPC-6012, например, класс 2 или 3) и очистке панели.

3. Заглушка смолой: широко используется в многослойных платах, печатных платах HDI и конструкциях со строгим контролем импеданса или высокими требованиями к рассеиванию тепла. В этом процессе для заполнения используется эпоксидная смола. После отверждения и шлифовки поверхность становится полностью заподлицо с плитой (IPC-A-600M содержит рекомендации по стандартам качества поверхности). Это не только обеспечивает превосходную изоляцию и защиту от влаги, но также обеспечивает дополнительную механическую поддержку стенок переходных отверстий благодаря своей высокой прочности, что имеет решающее значение для печатных плат, подвергающихся суровым нагрузкам окружающей среды (например, автомобильная электроника). Поверхность после нанесения смолы обеспечивает идеальную основу для последующей отделки поверхности, такой как ENIG (электрическое никель-иммерсионное золото) или иммерсионное серебро.

Рекомендации по выбору процесса: углубленное общение с поставщиком печатных плат

Выбор подходящего процесса сквозного подключения требует всестороннего рассмотрения целей конструкции, стоимости и надежности. Для проектов, содержащих такие компоненты, как BGA или QFN, необходимо явно указать требования к сквозному подключению. При запросе расценок у производителей печатных плат или поставщиков печатных плат предоставьте подробную техническую документацию и подтвердите возможность их процесса последовательно соответствовать соответствующим стандартам IPC (например, IPC-6012, IPC-A-600). Успешная закупка печатных плат начинается с тщательного понимания и точного контроля этих важных деталей.