دستیابی به کنترل قابل‌اعتماد حفره‌ها در VIPPO BGA (Via-in-Pad Plated Over) یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در تولید PCBهای HDI مدرن است. با کاهش گام پایه‌های آرایه شبکه‌ای توپی (BGA) به کمتر از 0.5mm، فن‌اوت‌های سنتی نوع Dog-bone دیگر امکان‌پذیر نیستند و لازم است ویاها مستقیماً داخل پدهای لحیم‌کاری قرار گیرند. اگر این ویاها به‌درستی پر، هم‌سطح‌سازی و کاپ‌گذاری نشوند، گازهای محبوس‌شده هنگام ریفلو منبسط شده و باعث ایجاد حفره‌هایی می‌شوند که یکپارچگی اتصال لحیم را کاهش می‌دهند. APTPCB (کارخانه PCB شرکت APTPCB) در زمینه اتصالات داخلی با قابلیت اطمینان بالا تخصص دارد؛ جایی که رعایت معیارهای سخت‌گیرانه حفره‌ها الزامی است. این راهنما مشخصات، کنترل‌های فرآیند و روش‌های عیب‌یابی موردنیاز برای کاهش حفره‌ها و تضمین مونتاژ مستحکم را توضیح می‌دهد.
پاسخ سریع (30 ثانیه)
برای مهندسانی که به پارامترهای فوری کنترل حفره‌ها در VIPPO BGA نیاز دارند، این استانداردهای پایه را رعایت کنید:
- عمق فرورفتگی (Dimple Depth): باید کمتر از 1 mil (25µm) باشد تا از گیر افتادن هوا هنگام چاپ خمیر لحیم جلوگیری شود؛ برای گام 0.4mm مقدار ایده‌آل کمتر از 0.5 mil است.
- ماده پرکننده: از اپوکسی غیررسانا (مانند PHP-900) با CTE هماهنگ با لمینیت (Tg > 150°C) استفاده کنید تا از ترک‌های ناشی از انبساط در محور Z جلوگیری شود.
- ضخامت آبکاری: آبکاری کاپ (Wrap Plating) باید حداقل 12-15µm (Class 2) یا 20-25µm (Class 3) باشد تا از جدا شدن کاپ هنگام خروج گاز در ریفلو جلوگیری شود.
- پخت حرارتی (Baking): بردها را پیش از مونتاژ در دمای 120°C به مدت 2-4 ساعت پخت کنید تا رطوبتی که باعث ایجاد حفره‌های انفجاری می‌شود حذف شود.
- معیار X-Ray: مجموع سطح حفره در اتصالات لحیم BGA باید کمتر از 25% (IPC-A-610 Class 2) یا کمتر از 15-20% (Class 3/خودرویی) باشد.
- پروفایل ریفلو: ناحیه Soak را در دمای 150-180°C به مدت 60-90s اجرا کنید تا حلال‌های فرار موجود در فلاکس پیش از رسیدن به دمای مایع شدن خارج شوند.
کنترل حفره‌ها در VIPPO BGA چه زمانی کاربرد دارد (و چه زمانی ندارد)
درک زمان اجرای پروتکل‌های سخت‌گیرانه کنترل حفره‌ها در VIPPO BGA باعث جلوگیری از هزینه‌های اضافی شده و هم‌زمان قابلیت اطمینان را در نقاط حساس تضمین می‌کند.
موارد نیازمند کنترل سخت‌گیرانه:
- BGA با گام ریز (< 0.5mm): فضای کافی برای مسیرکشی Dog-bone وجود ندارد؛ بنابراین ویاها باید داخل پد قرار گیرند.
- طراحی‌های RF با فرکانس بالا: حفره‌ها امپدانس و مسیرهای برگشت جریان را تغییر می‌دهند؛ این موضوع برای ماژول‌های اورمولدینگ فرانت‌اند RF که هوای محبوس باعث نقص قالب‌گیری می‌شود، حیاتی است.
- مسیرهای تغذیه جریان بالا: حفره‌ها سطح مقطع مؤثر را کاهش داده و مقاومت و نقاط داغ حرارتی را افزایش می‌دهند.
- قابلیت اطمینان Class 3: تجهیزات هوافضا، خودرویی و پزشکی که خرابی پنهان در آن‌ها قابل‌قبول نیست.
- میکروویاهای انباشته: طراحی‌هایی که از ELIC (Every Layer Interconnect) یا معماری‌های SLP SMT برای BGA با گام ریز استفاده می‌کنند.
مواردی که اعمال آن ضروری نیست (فرآیندهای استاندارد کافی هستند):
- BGAهای با گام استاندارد (> 0.8mm): فن‌اوت Dog-bone سنتی با ویاهای پوشیده‌شده با ماسک لحیم ارزان‌تر و کم‌ریسک‌تر است.
- مسیرهای سیگنال غیرحیاتی: خطوط دیجیتال کم‌سرعت که ناپیوستگی‌های جزئی امپدانس قابل‌تحمل هستند.
- نمونه‌سازی/محصولات مصرفی (Class 1): زمانی که هزینه عامل اصلی است و حفره‌های کوچک (<30%) روی عملکرد تأثیر نمی‌گذارند.
- قطعات Through-Hole: VIPPO مخصوص پدهای فناوری نصب سطحی (SMT) است.
- ویاهای پرنشده (Tented): اگر ویا داخل پد قرار ندارد، پوشاندن استاندارد با ماسک لحیم کافی است.
قوانین و مشخصات
جدول زیر پارامترهای حیاتی کنترل حفره‌ها در VIPPO BGA را نشان می‌دهد. این مقادیر از استانداردهای IPC و دستورالعمل‌های داخلی DFM شرکت APTPCB برای تولید با بازده بالا استخراج شده‌اند.
| قانون | مقدار/محدوده پیشنهادی | دلیل اهمیت | روش بررسی | در صورت نادیده گرفتن |
|---|---|---|---|---|
| عمق فرورفتگی ویا | < 25µm (1 mil)؛ هدف < 15µm | فرورفتگی عمیق هوا را زیر خمیر لحیم محبوس کرده و باعث ایجاد حفره‌های بزرگ در ریفلو می‌شود. | پروفایل‌سنجی لیزری یا آنالیز مقطع عرضی. | حفره لحیم > 25%؛ باز شدن اتصال به دلیل حجم ناکافی لحیم. |
| ضخامت آبکاری کاپ | Class 2: > 12µm Class 3: > 25µm |
استحکام مکانیکی لازم برای مهار انبساط ماده پرکننده ویا را فراهم می‌کند. | اندازه‌گیری مقطع عرضی (Microsection). | جدا شدن یا ترک خوردن کاپ؛ ورود گاز به اتصال لحیم. |
| CTE ماده پرکننده ویا | < 40 ppm/°C (زیر Tg) | اختلاف انبساط بین مس و ماده پرکننده باعث ایجاد تنش روی آبکاری کاپ می‌شود. | دیتاشیت ماده (آنالیز TMA). | پدیده "Popcorning" کاپ ویا؛ قطع و وصل‌های متناوب. |
| قطر دریل | 0.15mm - 0.25mm | سوراخ‌های کوچک‌تر سخت‌تر آبکاری و پر می‌شوند؛ سوراخ‌های بزرگ‌تر خطر افتادگی ماده پرکننده دارند. | بررسی فایل دریل؛ مقطع عرضی. | پرشدگی ناقص (هوای محبوس داخل ویا)؛ فرورفتگی بیش از حد. |
| نسبت ابعادی | < 8:1 (برای VIPPO Through-hole) | نسبت ابعادی بالا مانع رسیدن مواد شیمیایی آبکاری به مرکز سوراخ می‌شود. | بررسی مهندسی CAM. | آبکاری نازک در مرکز Barrel؛ ترک Barrel؛ حفره‌ها. |
| آبکاری Wrap | > 12µm (پیوسته از زانوی سوراخ) | تداوم الکتریکی بین Barrel ویا و پد سطحی را تضمین می‌کند. | مقطع عرضی در ناحیه زانوی سوراخ. | ترک گوشه‌ای؛ قطع الکتریکی در سیکل‌های حرارتی. |
| فاصله ماسک لحیم | 1:1 یا +50µm (NSMD) | ناحیه قابل لحیم‌کاری را تعریف کرده و روی خروج خمیر و گاز تأثیر دارد. | تحلیل Gerber؛ AOI. | پل لحیم؛ مسیرهای محدود خروج گاز. |
| پخت پیش از ریفلو | 125°C به مدت 4 ساعت | رطوبت جذب‌شده در PCB و ماده پرکننده را حذف می‌کند. | لاگ‌های کوره؛ تست کاهش وزن. | لایه‌لایه شدن؛ خروج انفجاری گاز (Blowhole). |
| دهانه شابلون | پوشش 100% (یا کمی کاهش‌یافته) | حجم لحیم را کنترل می‌کند؛ خمیر بیش از حد می‌تواند گازها را محبوس کند. | SPI (بازرسی خمیر لحیم). | توپ لحیم؛ پل‌زدگی؛ حفره. |
| دمای پیک ریفلو | 235°C - 245°C (SAC305) | ترشوندگی کامل بدون گرم شدن بیش از حد رزین پرکننده را تضمین می‌کند. | پروفایل حرارتی. | اتصال سرد لحیم (حفره‌ها خارج نمی‌شوند)؛ تخریب رزین. |
| معیار حفره (X-Ray) | < 25% Area (IPC Class 2) < 15% Area (IPC Class 3) |
معیار قبولی/ردی قابلیت اطمینان را مشخص می‌کند. | X-Ray دوبعدی یا سه‌بعدی (AXI). | خرابی در میدان؛ رد شدن توسط مشتری نهایی. |
| فینیش سطحی | ENIG یا ENEPIG | سطح صاف باعث رسوب یکنواخت خمیر روی ویا کاپ‌شده می‌شود. | اندازه‌گیری ضخامت XRF. | چاپ نامنظم خمیر؛ ترشوندگی ضعیف؛ عیب Black Pad. |
مراحل اجرا
اجرای کنترل قدرتمند حفره‌ها در VIPPO BGA نیازمند هماهنگی کامل بین سازنده PCB و کارخانه مونتاژ است. برای اطمینان از انطباق، این توالی را دنبال کنید.
بازبینی طراحی برای تولید (DFM)
- اقدام: اندازه ویاها و محل پدها را در فایل‌های Gerber بررسی کنید.
- پارامتر کلیدی: اطمینان حاصل کنید ویاهای داخل پد برای Plugging مشخص شده‌اند (IPC-4761 Type VII).
- بررسی پذیرش: نرم‌افزار CAM تأیید می‌کند که موقعیت VIPPO با پدهای BGA مطابقت دارد.
دریل‌کاری و De-smear
- اقدام: ویاها را دریل کرده و رزین اسمیر را برای افزایش چسبندگی مس حذف کنید.
- پارامتر کلیدی: نرخ اچ 0.5-1.0µm برای ایجاد ساختار مناسب جهت آبکاری.
- بررسی پذیرش: تست Backlight یا بررسی SEM برای اطمینان از تمیزی دیواره سوراخ.
آبکاری اولیه مس (Flash)
- اقدام: لایه اولیه مس برای رسانا شدن Barrel ایجاد کنید.
- پارامتر کلیدی: ضخامت 5-8µm برای پشتیبانی از فرآیند پرکردن.
- بررسی پذیرش: تست پیوستگی؛ مقطع عرضی برای بررسی پوشش.
پرکردن ویا (Plugging)
- اقدام: جوهر اپوکسی غیررسانا را با کمک خلأ داخل ویاها تزریق کنید.
- پارامتر کلیدی: پرشدگی 100%؛ بدون حباب هوا در داخل Plug.
- بررسی پذیرش: بازرسی X-Ray برد خام برای تشخیص حفره‌های داخلی Plug.
هم‌سطح‌سازی و پخت
- اقدام: جوهر را به‌صورت حرارتی پخت کرده و مواد اضافی سطح را با سنگ‌زنی مکانیکی حذف کنید.
- پارامتر کلیدی: زبری سطح < 2µm؛ عمق فرورفتگی < 10µm.
- بررسی پذیرش: بازرسی چشمی؛ بدون برجستگی جوهر یا فرورفتگی عمیق.
آبکاری کاپ (Over-plating)
- اقدام: روی ویا پرشده مس آبکاری کنید تا پد جامد ایجاد شود.
- پارامتر کلیدی: حداقل ضخامت مس روی Plug برابر 12µm.
- بررسی پذیرش: مقطع عرضی برای بررسی ضخامت کاپ و استحکام اتصال.
اعمال فینیش سطحی
- اقدام: ENIG، نقره غوطه‌وری یا OSP اعمال کنید.
- پارامتر کلیدی: ضخامت یکنواخت (برای مثال Au برابر 0.05-0.1µm در ENIG).
- بررسی پذیرش: اندازه‌گیری XRF؛ بررسی چشمی برای آبکاری ناقص.
چاپ خمیر لحیم (مونتاژ)
- اقدام: خمیر لحیم را با شابلون طراحی‌شده برای VIPPO چاپ کنید.
- پارامتر کلیدی: ضخامت شابلون 4-5 mil؛ کاهش دهانه 10-15% در صورت نیاز.
- بررسی پذیرش: SPI برای حجم و ارتفاع خمیر.
لحیم‌کاری ریفلو
- اقدام: مونتاژ را با پروفایل بهینه‌شده برای کاهش حفره ریفلو کنید.
- پارامتر کلیدی: ناحیه Soak برابر 60-90s؛ زمان بالاتر از مایع شدن (TAL) برابر 45-60s.
- بررسی پذیرش: AXI برای درصد حفره.
حالت‌های خرابی و عیب‌یابی
حتی با وجود مشخصات سخت‌گیرانه، مشکلات ممکن است رخ دهند. برای تشخیص خرابی‌های مرتبط با کنترل حفره‌ها در VIPPO BGA از این مسیر منطقی استفاده کنید.
1. نشانه: "Champagne Voids" (حفره‌های کوچک در مرز اتصال پد)
- علل: آلودگی فینیش سطح، آبکاری طلای نازک (ENIG)، غنی‌شدن فسفر.
- بررسی‌ها: آنالیز SEM/EDX سطح حفره؛ بررسی ضخامت طلا.
- راه‌حل: تنظیم پارامترهای حمام ENIG؛ در صورت نیاز تغییر به ENEPIG.
- پیشگیری: پایش دقیق عمر حمام؛ اعتبارسنجی تأمین‌کننده فینیش سطح.
2. نشانه: حفره‌های بزرگ ماکرو (>25% سطح)
- علل: فرورفتگی عمیق VIPPO؛ خروج گاز از ماده پرکننده ویا؛ پروفایل ریفلو نامناسب (بیش از حد سریع).
- بررسی‌ها: اندازه‌گیری عمق فرورفتگی برد خام؛ بررسی گزارش پخت اولیه؛ تحلیل زمان Soak ریفلو.
- راه‌حل: افزایش زمان Soak برای خروج مواد فرار فلاکس؛ رد کردن بردهای خام با فرورفتگی بیشتر از 1 mil.
- پیشگیری: سخت‌تر کردن مشخصات هم‌سطح‌سازی؛ اجرای Vacuum Plugging.
3. نشانه: جدا شدن کاپ (بلند شدن کاپ مسی از ماده پرکننده ویا)
- علل: عدم تطابق CTE بین اپوکسی و مس؛ ضخامت ناکافی کاپ؛ انبساط رطوبت.
- بررسی‌ها: آنالیز مقطع عرضی؛ TMA برای Tg و CTE ماده پرکننده.
- راه‌حل: استفاده از جوهر Plugging با CTE پایین‌تر؛ افزایش ضخامت آبکاری کاپ به >20µm.
- پیشگیری: پخت بردها پیش از ریفلو؛ تأیید چسبندگی جوهر به مس.
4. نشانه: تشکیل دانه لحیم / توپ‌های لحیم
- علل: حجم بیش از حد خمیر؛ پیش‌گرمایش سریع باعث انفجار فلاکس و پاشش می‌شود.
- بررسی‌ها: داده‌های SPI؛ طراحی دهانه شابلون؛ نرخ افزایش دمای ریفلو.
- راه‌حل: کاهش دهانه شابلون (طراحی Home Plate یا Window Pane)؛ کاهش نرخ افزایش دما (<2°C/s).
- پیشگیری: بهینه‌سازی طراحی شابلون برای پدهای VIPPO.
5. نشانه: Blowhole (سوراخ‌های شبیه حفره در لحیم)
- علل: رطوبت محبوس در لمینیت PCB یا ماده پرکننده ویا؛ پرشدگی ناقص ویا (حفره‌های هوا).
- بررسی‌ها: X-Ray برد خام برای حفره‌های Fill؛ تست افزایش وزن برای رطوبت.
- راه‌حل: سیکل پخت طولانی‌تر (120°C، 4-6 ساعت)؛ بررسی پارامترهای فرآیند Plugging.
- پیشگیری: نگهداری PCBها در کیسه‌های وکیوم با ماده خشک‌کن (کنترل MSL).
6. نشانه: Head-in-Pillow (HiP)
- علل: تاب‌برداشتن BGA یا PCB؛ ترشوندگی ضعیف به دلیل اکسید شدن پدها.
- بررسی‌ها: اندازه‌گیری تاب Moiré سایه‌ای؛ تست تعادل ترشوندگی.
- راه‌حل: استفاده از مواد با Tg بالا؛ تغییر محیط ریفلو به N2 (نیتروژن).
- پیشگیری: متعادل کردن توزیع مس در لایه‌های PCB برای کاهش تاب‌برداشتگی.
تصمیمات طراحی
کنترل موفق حفره‌ها در VIPPO BGA از مرحله Layout آغاز می‌شود. مهندسان باید بین تراکم، هزینه و قابلیت اطمینان تعادل برقرار کنند.
VIPPO در مقابل فن‌اوت Dog-Bone
در حالی که VIPPO امکان استفاده از گام‌های کوچک‌تر را فراهم می‌کند، به دلیل مراحل اضافی آبکاری و هم‌سطح‌سازی، هزینه PCB را 15-25% افزایش می‌دهد. VIPPO را تنها زمانی استفاده کنید که گام BGA آن را اجبار کند (معمولاً < 0.65mm). برای گام‌های بزرگ‌تر، مسیرکشی Dog-bone در برابر حفره‌ها تحمل بیشتری دارد.
انتخاب مواد برای SLP SMT
برای کاربردهای SLP SMT برای BGA با گام ریز، FR4 استاندارد ممکن است کافی نباشد. مواد پرسرعت (مانند Megtron 6 یا Rogers) معمولاً نرخ‌های متفاوتی از انبساط محور Z دارند. ماده پرکننده ویا باید با CTE لمینیت سازگار باشد تا از پدیده "اثر پیستون" جلوگیری شود؛ پدیده‌ای که در آن ماده پرکننده هنگام ریفلو کاپ را به سمت بیرون فشار می‌دهد.
ملاحظات اورمولدینگ
در ماژول‌های RF که به اورمولدینگ فرانت‌اند RF نیاز دارند، تختی سطح قابل مذاکره نیست. حتی فرورفتگی‌های کوچک می‌توانند هنگام فرآیند قالب‌گیری تزریقی هوا را محبوس کرده و باعث "Blow-by" یا حفره در خود ترکیب قالب شوند. برای این طراحی‌ها، تلرانس "بدون فرورفتگی" یا فقط "برجستگی مجاز" (+5µm / -0µm) را مشخص کنید تا ماده قالب‌گیری به‌صورت روان روی پدها جریان یابد.
تعریف پد: SMD در مقابل NSMD
برای VIPPO، گاهی پدهای تعریف‌شده توسط ماسک لحیم (SMD) ترجیح داده می‌شوند تا خمیر لحیم مستقیماً روی کاپ محدود شود و خطر جاری شدن خمیر از کنار پد در صورت خطای رجیستری ماسک کاهش یابد. با این حال، پدهای بدون تعریف ماسک لحیم (NSMD) معمولاً عمر خستگی بهتری ارائه می‌کنند. برای انتخاب استراتژی مناسب برای پکیج BGA خود، دستورالعمل‌های DFM شرکت APTPCB را بررسی کنید.
پرسش‌های متداول
Q: حداکثر درصد قابل قبول حفره برای VIPPO BGA در Class 3 چقدر است؟
A: استاندارد IPC-A-610 Class 3 نیاز دارد مجموع سطح حفره کمتر از 25% سطح تصویر X-Ray باشد، اگرچه بسیاری از OEMهای خودرویی و هوافضا محدودیت داخلی سخت‌گیرانه‌تر 15% یا 20% اعمال می‌کنند.
- استاندارد: IPC-7095 معیارهای دقیق حفره را ارائه می‌دهد.
- هدف APTPCB: با بهینه‌سازی فرآیند، هدف ما کمتر از 10% حفره است.
Q: آیا می‌توانم برای بهبود عملکرد حرارتی از اپوکسی رسانا برای پرکردن ویا استفاده کنم؟
A: بله، اما ریسک و هزینه بالاتری دارد. جوهرهای رسانا (نقره/مس) دارای CTE متفاوت هستند و ممکن است باعث ترک‌های تنشی شوند.
- جایگزین: از جوهر غیررسانا همراه با آرایه ویاهای حرارتی استفاده کنید.
- عملکرد: افزایش عملکرد حرارتی جوهر رسانا معمولاً در مقایسه با آبکاری مسی کامل بسیار محدود است.
Q: فینیش سطحی چگونه روی تشکیل حفره تأثیر می‌گذارد؟
A: تختی سطح و قابلیت ترشوندگی عوامل کلیدی هستند.
- ENIG: تختی عالی و مناسب برای گام ریز، اما با ریسک Black Pad.
- HASL: برای VIPPO گام ریز بیش از حد ناهموار است و باعث تغییر حجم خمیر می‌شود.
- OSP: تختی خوب اما عمر انبارداری کوتاه؛ چندین ریفلو می‌تواند ترشوندگی را کاهش دهد.
Q: چرا حفره‌ها را بیشتر در مرکز BGA مشاهده می‌کنم؟
A: معمولاً به دلیل تاب‌برداشتگی قطعه یا نفوذ ناکافی حرارت است.
- تاب‌برداشتگی: مرکز هنگام ریفلو بالا می‌آید (HiP) یا فشرده می‌شود (Bridge).
- حرارت: توپ‌های مرکزی آخرین نقاطی هستند که ریفلو می‌شوند؛ اگر پروفایل کوتاه باشد، فلاکس محبوس می‌ماند.
Q: آیا X-Ray حفره‌های داخل Plug ویا را تشخیص می‌دهد؟
A: بله، X-Ray با وضوح بالا می‌تواند حفره‌های داخل پرکننده اپوکسی را مشاهده کند.
- تأثیر: حفره‌های کوچک داخل Fill معمولاً فقط ظاهری هستند، مگر اینکه نزدیک کاپ سطحی باشند و باعث فروریختن کاپ شوند.
- مشخصات: IPC-6012 برخی حفره‌های داخلی در Fill را مجاز می‌داند، به شرط اینکه هادی‌ها را پل نزنند.
Q: هزینه مشخص کردن VIPPO چقدر افزایش می‌یابد؟
A: انتظار افزایش 15-30% در هزینه برد خام را داشته باشید.
- عوامل هزینه: اجرای دریل اضافی، سیکل آبکاری جداگانه، Vacuum Plugging و هم‌سطح‌سازی.
- زمان تولید: 1-2 روز به زمان استاندارد تولید اضافه می‌کند.
Q: ارتباط "اورمولدینگ برای فرانت‌اند RF" با حفره‌های VIPPO چیست؟
A: حفره‌های اتصال لحیم ممکن است در فرآیند اورمولدینگ پرفشار منبسط شده و باعث خرابی اتصال یا ایجاد حباب در ماده قالب شوند.
- نیازمندی: برای ماژول‌های SiP (System in Package) معمولاً معیارهای بدون حفره یا نزدیک به صفر موردنیاز است.
Q: آیا می‌توانم VIPPO را فقط در یک طرف PCB استفاده کنم؟
A: بله، اما فرآیند تولید معمولاً کل پنل را پردازش می‌کند.
- بهره‌وری: اغلب بهتر است تمام ویاهای یک اندازه مشخص را VIPPO در نظر بگیرید تا فرآیند ساده‌تر شود، به جای اینکه فقط برخی ویاها را انتخابی Plug کنید.
Q: تفاوت بین "Plugged" و "Filled & Capped" چیست؟
A: "Plugged" معمولاً به Plugging ماسک لحیم (Type VI) اشاره دارد که برای لحیم‌کاری روی آن مناسب نیست.
- VIPPO: نیازمند Type VII (Filled and Capped) با رزین و آبکاری مس است.
Q: چگونه نیازمندی‌های کنترل حفره را در یادداشت‌های ساخت مشخص کنم؟
A: دقیق و شفاف بنویسید.
- نمونه یادداشت: "تمام ویاهای داخل پدهای BGA باید مطابق IPC-4761 Type VII به‌صورت رسانا/غیررسانا پر و آبکاری شوند (VIPPO). عمق فرورفتگی < 0.025mm. ضخامت کاپ > 0.012mm."
صفحات و ابزارهای مرتبط
- قابلیت‌های تولید PCB – مروری بر قابلیت‌های HDI و VIPPO ما.
- مواد PCB Isola – لمینیت‌های با قابلیت اطمینان بالا مناسب برای طراحی‌های VIPPO Class 3.
- دریافت قیمت – فایل‌های Gerber خود را برای بررسی DFM و قیمت‌گذاری ارسال کنید.
واژه‌نامه (اصطلاحات کلیدی)
| اصطلاح | تعریف | ارتباط با VIPPO |
|---|---|---|
| VIPPO | Via-in-Pad Plated Over. ویا قرارگرفته در پد که با رزین پر شده و با مس آبکاری می‌شود. | فناوری اصلی برای مسیرکشی BGA با گام ریز. |
| Aspect Ratio | نسبت ضخامت PCB به قطر سوراخ دریل‌شده. | نسبت‌های بالا (>10:1) آبکاری و پرکردن را دشوار کرده و ریسک حفره را افزایش می‌دهند. |
| CTE | ضریب انبساط حرارتی؛ میزان انبساط ماده در اثر گرما. | عدم تطابق بین مس (17ppm) و اپوکسی Fill باعث تنش و ترک می‌شود. |
| Dimple | فرورفتگی باقی‌مانده روی سطح ویا پس از هم‌سطح‌سازی و آبکاری. | فرورفتگی عمیق هنگام چاپ خمیر هوا را محبوس کرده و حفره لحیم ایجاد می‌کند. |
| Outgassing | آزاد شدن گاز یا رطوبت محبوس از PCB هنگام ریفلو. | عامل اصلی ایجاد Blowhole و حفره‌های بزرگ در اتصالات لحیم. |
| Planarization | سنگ‌زنی مکانیکی برای هم‌سطح کردن سطح پس از پرکردن ویا. | برای ایجاد سطح صاف جهت نصب قطعات حیاتی است. |
| IPC-4761 | راهنمای طراحی برای حفاظت ساختارهای ویا در بردهای چاپی. | انواع Plugging ویا را تعریف می‌کند (Type VII همان VIPPO است). |
| Soak Zone | بخشی از پروفایل ریفلو که دما در آن پایدار می‌شود (150-200°C). | باعث تبخیر تدریجی مواد فرار فلاکس و کاهش حفره می‌شود. |
| SLP | Substrate-like PCB؛ فناوری PCB با تراکم بسیار بالا. | در بردهای منطقی گوشی‌های هوشمند به‌طور گسترده از Microvia و VIPPO استفاده می‌کند. |
| Tg | دمای انتقال شیشه‌ای؛ دمایی که رزین نرم می‌شود. | Tg ماده Fill و لمینیت باید هماهنگ باشد تا خرابی محور Z جلوگیری شود. |
| X-Ray (AXI) | بازرسی خودکار X-Ray. | تنها روش غیرمخرب برای اندازه‌گیری درصد حفره در اتصالات BGA. |
| Overmolding | کپسوله‌سازی PCBA با پلاستیک/رزین. | برای تحمل فشار قالب‌گیری به اتصالات لحیم مقاوم با حفره کم نیاز دارد. |
نتیجه‌گیری
کنترل مؤثر حفره‌ها در VIPPO BGA با یک مرحله فرآیندی به دست نمی‌آید، بلکه نیازمند رویکردی جامع شامل مشخصات دقیق ساخت PCB و پروفایل‌های بهینه مونتاژ است. با کنترل عمق فرورفتگی (<1 mil)، تضمین ضخامت کافی کاپ (>12µm) و مدیریت خروج گاز در ریفلو، مهندسان می‌توانند قطعات گام ریز را با اطمینان بالا به کار گیرند.
APTPCB راهکارهای دقیق VIPPO را برای SLP SMT در BGAهای با گام ریز و کاربردهای حیاتی RF ارائه می‌دهد. چه در حال نمونه‌سازی یک ماژول جدید باشید و چه در حال افزایش تولید خودرویی، تیم مهندسی ما تضمین می‌کند ساختارهای ویا مطابق استانداردهای IPC Class 3 باشند.
آماده اعتبارسنجی طراحی خود هستید؟ فایل‌های خود را برای بررسی جامع DFM ارسال کنید.