Řešení defektu Head-in-Pillow

Head-in-Pillow defekt (HiP) je momentálně jedním z nejobvyklejších a největších problémů vyskytujících se při povrchové montáži desek plošných spojů. Tento jev je specifický pro BGA a CSP komponenty (případně také pro packageon- package – PoP), kde během přetavení neutvoří kuličky BGA komponentu a nanesená pájecí pasta homogenní spoj – nedojde ke správné koalescenci. Ačkoliv je dosaženo mechanického kontaktu, pájený spoj není metalurgicky zformován a elektrická průchodnost může, či nemusí být vytvořena. Tím může vzniknout obrovský problém, jelikož nehomogenní spoj může mít elektrický kontakt a projít tak funkčním testováním bezprostředně po SMT montáži, chyba se však může projevit po uvolnění produktu na t rh, kde dojde k postupnému přerušení spoje a m ohou tak nastat mnohačetná selhávání produktů v provozu.

HiP defekt na spojiBGA komponentu

Hlavními důvody vzniku HiP defektu jsou (a) prohnutí komponentu nebo DPS; (b) oxidace, která zabrání spojení roztavené BGA kuličky s pájecí pastou. HiP lze předejít následujícími způsoby:

• Návrhem a použitím komponentů a desek s m inimální náchylností k prohnutí – BGA a CSP komponenty jsou používány stále častěji vzhledem k úsporám plochy na DPS. Jelikož se zařízení stávají menšími a zároveň se rozšiřuje jejich funkčnost, BGA komponenty se vyrábějí tenčí a s větším množstvím I/O. Tenčí komponenty jsou náchylnější k prohýbání během reflow a t o zároveň zvyšuje pravděpodobnost nedostatečné koalescence mezi kuličkami cínu na k omponentu a pájecí pastou.
• Použitím pájecích past s vysoce aktivními tavidly, která účinně zabraňují či eliminují oxidaci – oxidace mezi kuličkami na k omponentech a pájecí pastou totiž zabraňuje správné koalescenci. Oxidation barrier neboli ochrana před oxidací je schopnost tavidla předcházet oxidaci. Tavidla s vyšší aktivitou pak nemohou oxidaci předcházet, ale mohou ji redukovat.
• Předcházením ztráty kontaktu mezi BGA kuličkami a nanesenou pájející pastou na desce během přetavení – z hlediska materiálového, optimalizovaná pájecí pasta velmi dobře prochází šablonou a při tisku je tak dosahováno správného objemu, zároveň minimalizuje propady v nanesené pastě a pomáhá dosáhnout lepší přilnavosti mezi pastou a k uličkami – tyto faktory pak ovlivňují vytvoření kvalitního spoje mezi nimi během přetavení.

Pájecí pasta Indium 8.9 zabraňuje vzniku Head-in-Pillow defektu

Pájecí pasta Indium 8.9 je řešením pro předcházení problémů s HiP. Pasta se snadno nanáší a prochází i velmi malými otvory v šablonách, čímž zajišťuje konzistentní tisk požadovaného objemu. Zároveň disponuje vynikající smáčivostí a přilnavostí, což minimalizuje riziko vzniku HiP, navíc si zachovává přednosti předchozích pájecích past firmy Indium – minimální množství voidů, dlouhou životnost na šabloně a vynikající testovatelnost na ICT. Jedná se tedy o optimální řešení pro povrchovou montáž DPS.