Потеря за миллион долларов от 10-миллионовной ошибки шелкологического экрана! Полный анализ мостики припоя BGA

Во время критического дизайн печатной платы обзор, Молодой инженер защищал уменьшенный контур шелковидного экрана для чипа BGA: “Таблица данных указывает 35 млн.; Мы использовали 25 млн. Это всего лишь 10 миль (0.254мм) Разница - это должно быть хорошо.” Комната замолчала. Это, казалось бы, незначительное отклонение на 10 млн. В конечном итоге вызвало миллионы убытков из -за BGA Bridging, отказавшись от всей партии печатные платы. Эта статья исследует точную физику, лежащая в основе допущений к дизайну шелковидности.

Шелкостная экрана не плоский: Упущенное третье измерение

Silkscreen PCB - это больше, чем простая маркировка чернил. По стандартам IPC-4781, Вылеченные шелкостные чернила образуют структуры с определенными физическими высотами:

• Типичная толщина: 2-10 Мил (20-100 Микроны)

• Общая толщина процесса: 4-6 Мил (40-60 Микроны)

Сокращение контура Silkscreen BGA на 10 млн. - это не просто плоское сокращение. Шелкосный край физически вторгается в область прокладки, формирование миниатюры “изгородь” вокруг каждой площадки. На 0,8 мм шага BGA, Смежные центры PAD находятся всего в 31,5 млн друг от друга, с диаметрами прокладки обычно 12-16 млн.. Вторжение в шелкологическую экрану на 10 миллионов человек напрямую угрожает физическому пространству для потока паяной пасты.

Фатальная цепная реакция: От шелкостной ошибки до короткого замыкания BGA

Как вторжение в шелкостное экрану инициируется пайками пайки? Давайте рассечь физический процесс:

1. Неконтролируемый объем пая

Трафарет Апертуры разработаны на основе размеров PCB Pad. Шелкостное вторжение уменьшает область полезного края прокладки, вызывая избыточную паяльную пасту, накопленную в пределах эффективной апертуры под давлением. Увеличение объема (ΔV) может быть аппроксимирован как:
ΔV ≈ h_silk × l_encroach × s
(Где: H_silk = шелкостная толщина, L_ENCROACH = Длина вторжения, S = периметр пораженной прокладки)

2. Катастрофическое сжатие во время прожеса

BGA Ball Heights обычно 0,3-0,45 мм. По мере того, как компонент оседает во время пробой, Избыточная расплавленная паяная пая насильственно сжимается в ограниченном пространстве:

• Пая с смежными подушками слияет.

• Поверхностное натяжение не втягивает избыток материала.

• Микроскопические мостики формы, Часто невидимо для невооруженного глаза.

3. Дорогостоящие скрытые дефекты

Инспекция рентгеновских лучей показывает, что ручная визуальная проверка пропускает 95% мостичных дефектов в BGAS ниже 0,8 мм шага. Эти скрытые неудачи вызывают:

• Палевание ложных скоростей в тестировании в цирке (ИКТ).

• Дорогостоящие сбои в полевых условиях и отзывы.

• Непоправимый повреждение чипа BGA от коротких замыканий.

Завоеванные уроки: Правила дизайна, подделанные в сбое

От аэрокосмической до медицинской электроники, контроль шелкографии на печатных платах высокой плотности теперь имеет решающее значение для отрасли:

>> Правило абсолютной зоны безопасности <<<

*Минимальное расстояние между шелкографией и контактной площадкой = Макс.(0.5мм, 3 × Толщина шелкографии)*
Пример: Для 60 мкм (6Мил) шелкография, расстояние ≥ 0,5 мм (20Мил).

>>> Стратегии предотвращения военного уровня <<<

1. Библиотеки САПР с нулевой терпимостью: Внедрить стандартные библиотеки посадочных мест IPC-7351B с заблокированными контурами шелкографии..

2. Обязательная проверка DFM: Включите интервал шелкографии в автоматические проверки Gerber. (используя доблесть, Правила CAM350).

3. 3D Моделирование паяльной пасты: Имитируйте деформацию пасты в Cadence Allegro 3D или Zuken CR-8000..

4. Лазерное сканирование первого изделия: Измерьте фактическую высоту шелкографии с помощью таких инструментов, как CyberOptics SE300..

Почему профессиональные производители печатных плат — ваша последняя линия защиты?

Когда проекты несут в себе присущие риски, опытные партнеры PCBA, такие как УГКПБ может смягчить проблемы путем корректировки процесса:

• Трафаретная лазерная компенсация: Уменьшить зону диафрагмы на 5-8% в посягательствах в зонах.

• Step Strancil Technology: Используйте тоньше (например, 15мкм восстановление) трафаретная фольга в областях BGA.

• Точный выбор пая: Используйте тип #5 пудра (20-38мкм) Для улучшенных анти-плюсов свойств.

• Азотный реасы: Уменьшить натяжение поверхности на ~ 15%, чтобы подавить мостики.
  *”68% принадлежащий 217 Риски, связанные с шелкосом, перехватывались в прошлом году, связаны с дефектами BGA.”*
  - UGPCB SMT Factory DFM отчет

План действий: Обновите систему дизайна сейчас

Предотвратить убыток в миллион долларов, немедленно выполняя эти шаги:

1. Загрузите стандарты MIPC-7351B Земли для обновления библиотек компонентов.

2. Включите правила DRC Silk-To-Pad в вашем инструменте EDA (Установите ≥0,2 мм).

3. Запросить точные параметры толщины шелковидного экрана от поставщика печатной платы за их процесс.

4. Мандат 3D -моделирование паяла для первых статей о новых проектах.

>>> Критический контрольный список дизайна <<<

• Схема шелкографии BGA ≥ Размер, указанный в технической документации.

• Расстояние между шелкографией и подушкой ≥ 0,5 мм.

• Файлы трафаретов с аннотациями для зон риска.

• Отчеты DFM включают измерения толщины шелкографии.

Секрет более высокой доходности заключается в уважении каждого микрона

Для:

• Получение спецификаций проекта BGA военного уровня

• Глубокая оценка рисков существующих дизайнов шелкографии

• Партнерство с Производитель PCBA Предлагая контроль процессов на микронном уровне
  Немедленно свяжитесь с нашей технической командой, чтобы получить бесплатный отчет об аудите DFM и расценки на высоконадежные решения для печатных плат.. Мы обеспечиваем комплексную поддержку от проектирования печатных плат до серийного производства., обеспечение того, чтобы каждое соединение BGA выдерживало самые жесткие требования.

*Примечание: Данные на основе IPC-6012E, МПК-7095С, J-STD-001стандарты H, и измерения процессов от UGPCB и нескольких поставщиков EMS.*