Effet des vias bouchés par un masque de soudure mal exécutés sur les vias en cuivre du circuit imprimé et des solutions

Il ne semble pas y avoir de corrélation directe entre les vias de PCB (carte de circuit imprimé) branchés avec un masque de soudure et via le cuivre. Cependant, un colmatage de masque de soudure mal effectué peut entraîner des résultats destructeurs sur les PCB. En tant que type de technologie spéciale pour l'impression au pochoir, la technologie de connexion de masque de soudure pour la fabrication de circuits imprimés se développe avec l'application et les progrès constants de SMT (technologie de montage en surface). L'enfichage des vias présente les caractéristiques suivantes :
• Parmi tous les vias sur les cartes de circuits imprimés, la majorité d'entre eux n'ont pas besoin d'être exposés, à l'exception des vias d'enfichage des composants, des vias de dissipation thermique et des vias de test. Le bouchage du masque de soudure empêche le flux ou la pâte à souder d'être exposés du côté du composant à travers les vias lors de la dernière étape d'assemblage du composant, car cela pourrait entraîner des courts-circuits. De plus, la pâte à souder peut être économisée grâce à l'application de la technologie de bouchage de masque de soudure.
• Les vias de bouchage de masque de soudure sont compatibles avec l'exigence appelée par SMT, arrêtant l'adhésif collé sur la surface des composants tels que les circuits intégrés (CI) de s'écouler à travers les vias.
• La technologie de colmatage du masque de soudure empêche le flux, les produits chimiques ou l'humidité de pénétrer dans l'espace étroit entre les composants BGA et les cartes de circuits imprimés, réduisant ainsi le risque de fiabilité dû à la difficulté de nettoyage.
• Parfois, pour répondre aux exigences de la chaîne de montage automatisée, le vide doit être utilisé pour absorber les PCB pour le transport ou l'inspection. Par conséquent, les vias doivent être bouchés avec un masque de soudure pour arrêter les fuites de vide, ce qui peut entraîner un maintien lâche.

Causes d'un mauvais bouchage du masque de soudure

L'une des causes d'un mauvais bouchage du masque de soudure réside dans un bouchage incomplet ou insuffisant du masque de soudure.

Le bouchage incomplet ou insuffisant du masque de soudure fait référence à une situation où il n'y a pas d'huile de masque de soudure dans la partie supérieure des vias alors qu'il ne reste qu'un peu d'huile de masque de soudure dans la partie inférieure.

Un autre exemple de bouchon de masque de soudure incomplet ou insuffisant indique qu'il y a un masque de soudure sur le côté gauche du via tandis qu'un soi-disant trou d'air se dilate vers le bas le long de la paroi du trou depuis l'ouverture du via à droite du via. Il se dilate ensuite vers le côté gauche du mur du via lorsqu'il se rapproche de la partie médiane du via avec une section transversale générée. Le via cuivre se brise presque à l'intersection entre la section transversale et le via mur en cuivre.

Causes de la rupture ou de la finesse du via cuivre

Une fois que le colmatage du masque de soudure est incomplet ou insuffisant, une solution de microgravure ou une solution acide peut s'écouler dans le via lors du processus de fabrication ultérieur du PCB. Les vias sont généralement petits avec un diamètre inférieur à 0,35 mm. En cas de colmatage du masque de soudure, il ne reste pas ou peu d'huile de masque de soudure pour la tente à l'ouverture du via alors qu'il y a un masque de soudure au milieu du via ou au bas du via afin qu'il n'y ait pas de passage pour les solutions dans les vias. Les solutions ne peuvent être cachées qu'à l'intersection du masque de soudure et via le mur, incapables d'être éliminées, ce qui finira par provoquer via le cuivre une rupture ou une minceur.

Dommages résultant d'une rupture ou d'une minceur du cuivre via un mauvais branchement du masque de soudure

un. Lorsque le cuivre devient si mince du côté interne du via, la résistance arrivera au niveau du milliohm. Il ne peut pas être testé avec une méthode de mesure à deux fils appliquée afin que les produits défectueux ne soient pas exposés.

Si le test électrique échoue via le problème de minceur du cuivre exposé, le cuivre fin sera cassé en raison du fonctionnement à haute température et de l'expansion de l'axe Z dans la phase PCBA (assemblage de carte de circuit imprimé) contenant la soudure. En conséquence, les produits électroniques souffriront d'une mise en œuvre insuffisante des fonctions ou deviendront éventuellement instables dans leurs fonctions lorsque les clients les utiliseront à long terme. Lorsqu'il s'agit d'amincir via le cuivre sans être totalement rompu, cela ne peut pas être découvert par l'application de méthodes d'inspection ordinaires, y compris l'AOI, l'AXI et l'inspection visuelle. Une fois découvert, tous les produits appartenant au même lot de production devront être grattés, ce qui entraînera une perte importante.

b. En ce qui concerne la rupture de cuivre ou la rupture circulaire, les fabricants de PCB sont capables de le trouver grâce à des tests électriques. Néanmoins, il existe un problème selon lequel la gravure du cuivre via une solution de microgravure est un processus si long qu'elle ne sera pas générée tant qu'elle n'arrivera pas au stade du client. Cela signifie que la rupture du cuivre ne peut être trouvée que par les clients qui ne ressentent que l'état de fonctionnement instable des produits électroniques. Par exemple, lorsque les clients trouvent des produits électroniques souffrant d'écran noir ou bloqués, cela peut résulter d'une rupture de cuivre.

Solutions

un. Du point de vue de la conception technique

Une fois que le service d'ingénierie d'une usine de fabrication de circuits imprimés a reçu les fichiers de conception de circuits imprimés des clients, il convient de se concentrer sur l'ouverture du via de branchement et ses exigences. D'une manière générale, l'ouverture d'un via de bouchage doit être inférieure à 0,35 mm et elle ne doit pas être trop grande car une trop grande ouverture a tendance à rendre le bouchage incomplet ou insuffisant plus facilement. Bien que les clients imposent des exigences sur le bouchage des vias, ils ne définissent généralement pas de réglementations spécifiques sur la plénitude des vias de bouchage. Conformément aux réglementations de l'IPC, le bouchage via la plénitude n'a pas non plus été spécifiquement défini. Sur la base des exigences définies par le plus grand nombre de fabricants de circuits imprimés et de mes années d'expérience en ingénierie, je pense qu'il est préférable de brancher des vias pour qu'ils présentent une plénitude de plus de 75 %.

b. Du point de vue de l'amélioration de la technologie de bouchage des masques de soudure

Jusqu'à présent, l'industrie des circuits imprimés maîtrise le type suivant de bouchonnage de masque de soudure via les technologies :
Technologie n°1 Via le bouchage → Impression de masque de soudure (la feuille d'aluminium participe au bouchonnage et la plaque d'échappement est utilisée)
Technologie n°2 Le colmatage via l'impression se produit avec l'impression à l'huile de masque de soudure à un temps équivalent.

En ce qui concerne la plénitude par bouchage, il est suggéré d'appliquer la première et la troisième technologie de bouchage car les deux méthodes contribuent à une plénitude élevée. Cependant, ils souffrent de processus de fabrication compliqués avec une tôle d'aluminium et une plaque d'échappement nécessaires. De plus, deux imprimantes ou plus sont nécessaires pour l'impression synchrone et la cuisson des cartes prend plus de temps.

La technologie n ° 2 présente une efficacité de fabrication élevée mais il est assez difficile de contrôler via la plénitude. Ce type de technologie n'est pas suggéré car une faible plénitude via le cuivre provoquera une mince via le cuivre ou via la rupture du cuivre selon la discussion dans la partie précédente de cet article.

La technologie #4 n'est généralement pas appliquée, elle ne sera donc pas abordée dans la suite de cet article.

c. Via un problème d'ouverture exposé dans les tests électriques

Via l'inspection d'ouverture indique si un bouchage incomplet ou insuffisant se produit avec du cuivre mince ou une rupture de cuivre générée.

Comme indiqué précédemment, les tests électriques sont rarement capables de s'amincir via le cuivre, mais sont capables d'explorer le problème de rupture circulaire du cuivre. Si des vias ouverts sont explorés pendant le test électrique, il peut être appliqué pour vérifier s'il résulte d'un placage autocatalytique de cuivre, d'un placage ou d'un masque de soudure mal exécuté via un bouchage. Une fois la cause du problème explorée, les mesures correspondantes peuvent ensuite être répertoriées.

ré. Du point de vue du masque de soudure ou de la qualité de la résine

Un test technologique doit être mis en œuvre sur les nouveaux via l'huile de masque de soudure de colmatage et via la résine de colmatage afin que leur qualité puisse être garantie. Ensuite, ils doivent être utilisés pour participer à de petits tests par lots afin de vérifier davantage leurs performances et leur qualité. Comme décrit dans la partie précédente de cet article, la mauvaise qualité du masque de soudure via le colmatage ou de la résine de colmatage via la résine entraînera certains problèmes, par exemple un trou d'air. Au fur et à mesure que la solution de micro-gravure pénètre dans le trou d'air, le via cuivre sera lentement gravé avec du cuivre fin ou via une rupture de cuivre. Leur qualité ne peut jamais être compromise par leur faible coût.

L'application du masque de soudure joue un rôle clé dans la fabrication des PCB et la plénitude du bouchage est très importante car elle concerne l'apparence des produits et est corrélée au problème de qualité du cuivre en raison d'un bouchage incomplet ou insuffisant. En conséquence, une attention extraordinaire doit être accordée à l'administration pratique. Plus précisément, les procédures réglementées doivent être respectées ; l'administration de la fabrication doit être affinée ; les normes d'inspection doivent être clarifiées afin que la plénitude de l'obturation des vias soit pleinement garantie.

Ressources utiles
• Masque de soudure et ses conseils de conception
• Exigences de conception des circuits imprimés SMT :paramètres de connexion Pad-Trace, trous traversants, point de test, masque de soudure et sérigraphie
• Influence sur le masque de soudure Uniformité d'épaisseur grâce à la conception du lit d'ongles par sérigraphie
• Mesures efficaces pour améliorer le masque de soudure bouché via la technologie de fabrication