器件封装结构
试验测试了三种封装结构, A 型封装将裸芯片黏焊在一个内部多层板上, B 型封装将裸芯片黏焊在聚 亚胺板上,并用树脂密封, C 型封装则在聚 亚胺板和芯片间增加了一层人造橡胶。结果发现封装 B 和 C 有很大差异,将试验样品从 1 公尺 高度扔下 20 次, B 型封装的 16 个样品中有 10 个失效,而 C 型封装的 13 个样品则无一失效。
试验时使用红色墨水来检查裂缝,墨水可以渗透到样品的细微裂纹中并将其染成红色,这样有问题就能很容易看到。失效的 B 型封装样品其裂缝靠近器件的焊盘,因此两者结果不同似乎是由于封装结构引起的。 C 型封装在硅芯片和聚 亚胺板间焊锡相连的地方加了一层杨氏系数为 0.9kgf/mm 2 的人造橡胶,这层人造橡胶能够缓冲器件封装和电路板之间由于跌落冲撞而产生的挤压力。
电路板设计
试验还测试了两种电路板,一种的阻焊剂和焊盘没有重迭,另一种阻焊剂则盖住了焊盘边缘 50um 的区域。
对装有 A 型封装的电路板进行检查后发现,大部份失效样品都属于阻焊剂和焊盘有重迭的电路板,所有样品的电路板和焊锡间都出现了裂缝。可能是因为普通阻焊剂盖住电路板焊盘之后的立体形状有很多优点才采用这种方式。如果焊盘表面镀镍 / 金或所作的处理不是很好时,焊点里的镍锡之间会形成易碎合金层,此时若阻焊剂过多 , 测试结果还要更糟。另外 , 如果电路板电性附着力很小时,普通阻焊剂更是会经常造成引脚从电路板上脱落。
对这些结果进行综合考虑后发现,普通阻焊剂对本次试验所用的电路板效果更好,可以保证为跌落冲击提供很好的保护,此外 , 焊盘表面处理方式和焊盘黏着力也应在实际设计中予以考虑。