作者 Terry Costlow, IPC 网络编辑
在过去数年中,焊盘弹坑一直是无铅组装中令人头疼的问题。这个问题很难发现,而且目前尚无可靠的技术检查这些问题。
当焊盘抬起,拉掉部分电路板材料时,产生小的弹坑,这样就产生焊盘弹坑。该缺陷主要归因于用于制作电路板的树脂。
但是,很难确定在不同的应用中哪些材料最合适。“最初,人们没有过多关注这类故障,因为几乎都没有听说过。但是,许多公司开始准备出货时,突然发现并非一两个部件出现问题,而是很多部件出现问题。这些严重故障均是不易察觉的。测试时,我们并不是总能发现这种缺陷。” NASA 喷气推进实验室的工程师 Reza Ghaffarian 谈到。
Ghaffarian 领导 IPC 6-10d SMT 贴装稳定性测试方法工作组,制定了一项测试方法标准,使开发者可通过检查一些附连试验板确定特定应用的最佳材料。IPC-9708——PCB 焊盘弹坑特征测试法,提供了三种标准化的测试法。它们将确保不同材料的测试保持统一。
这将有助于缓解许多制造商因该问题而面临的主要挑战。“随着向无铅焊料和无卤素 PCB 材料的过渡,无铅 BGA 的主要故障模式之一是当电路板上的铜焊盘提起时导致的焊盘弹坑。” Intel 工程师 Satish Parupalli 谈到。他曾帮助 IPC 6-10d 工作组内进行 IPC-9708 的开发。“假设没有任何制造缺陷和测试问题,人们公认树脂材料是该故障模式的驱动因素。但是,随着向无铅化的过渡,目前尚无一项技术可以帮助我们确定树脂材料中的何种变化导致了该问题。”
该标准介绍了三种技术:冷球拉力、球推力和硬引脚拉力测试。当使用一种或多种方法时,它们可以帮助消除问题同时削减成本。
“当减少检验和鉴定的负担时,可以大幅降低成本。测试成本高昂而且耗时。如果没有标准化的测试方法,则无法量化哪一种材料性能更佳。” Cisco 工程师 Mudasir Ahmad 谈到。他与 Parupalli 一起领导了 IPC-9708 的开发。
在应用中,制造商可首先选择一些可能满足可靠性和成本要求的电路板材料。然后制造标准化样板,进行制造商选择的测试。 “该标准将帮助制造商选择满足他们要求的材料,例如四种材料。然后按照 IPC-9708 标准建立附连试验板,在这些附连试验板上测试。”Parupalli 谈到。“这可以使制造商在生产任何实际产品前作出决定。”
一些公司正将 IPC-9708 作为其材料选择流程的主流标准。例如,Cisco 正在建设该标准的基础设施。 “我们决定在这方面主动一些。我们正在与多个供应商合作,测试多种材料。我们投资时间和资金向供应商表明,我们信赖该标准及其带来的收益。”Ahmad 谈到。
与许多标准一样,制定标准的人员认为,如果能够广泛采用该标准,则会出现显著的收益。支持者希望树脂供应商和电路板制造商将根据标准化测试报告数据。 “现在,测量有了一条公共基线。我们希望材料提供商将提供该信息,方便客户选择适合其应用的合适材料。”Parupalli 谈到。
如果该标准获得专业公司的认可,不想建立测试设施的公司也可利用该标准。 “我们希望第三方实验室看到这些收益,从而利用该标准。每次测试的基础设施的建设并不困难,成本也不高。”Ahmad 谈到。