Aplicação da tecnologia de preenchimento inferior na montagem da placa de circuito impresso

Classificação da tecnologia de preenchimento de fundo

O enchimento de fundo pode ser classificado em enchimento de fundo de fluidez com base na teoria do fluxo capilar e enchimento de fundo sem fluidez. Até agora, a tecnologia de enchimento de fundo adequada para chips de BGA, CSP etc. inclui principalmente:tecnologia de enchimento de fundo capilar, tecnologia de folha adesiva SMT hot melt, tecnologia ACA (Anisotropically Conductive Adhesives) e ACF (Anisotropically Conductive Films), tecnologia ESC (Epoxy Encapsulated Conexão de solda) e muito mais. Para a tecnologia de preenchimento de fundo capilar e tecnologia de folha adesiva SMT hot melt, o fluxo de solda e o enchimento são independentes um do outro, enquanto para a tecnologia ACA e ACF e a tecnologia ESC, o fluxo de solda e o enchimento são combinados como um.

Tecnologia de preenchimento do fundo capilar

A teoria da fluidez capilar é assim. Líquido com excelente fluidez, como resina epóxi líquida, é pingado em torno do chip BGA e CSP e a ação capilar faz com que a resina líquida seja sugada no espaço entre o fundo do chip e o PCB. Então resina, chip soldado e PCB são fixados juntos através do método de aquecimento ou cura ultravioleta para proteger os pontos de solda, reduzir os danos causados ​​pelo estresse e aumentar a confiabilidade dos pontos de solda.

A tecnologia de enchimento de fundo capilar é aplicada nos campos de enchimento de fundo de chip PCB e embalagem de chip flip. A aplicação da tecnologia de preenchimento de fundo pode distribuir o estresse sofrido pelo ponto de esfera de solda na parte inferior do chip, de modo a aumentar a confiabilidade de todo o PCB. O processo de preenchimento do fundo capilar deve ser implementado da seguinte forma. Primeiro, chips de montagem em superfície, como BGA e CSP, são montados no PCB com pasta de solda impressa nele. Em seguida, a soldagem por refluxo é realizada para que a conexão da liga seja formada. Após a soldagem do chip, a tecnologia de distribuição é aplicada para preencher o material de enchimento do fundo em uma ou duas bordas na parte inferior do chip. O material de enchimento flui na parte inferior do chip e preenche o espaço entre o chip e o PCB. Embora o enchimento capilar do fundo seja capaz de aumentar bastante a confiabilidade, são necessários dispositivos que enchem o material de enchimento do fundo, espaço de fábrica suficiente para a montagem do dispositivo e trabalhadores capazes de concluir operações delicadas para concluir este processo. Além disso, a tecnologia de enchimento capilar inferior não pode ser implementada até que a montagem da placa de circuito impresso seja concluída e apresenta algumas outras desvantagens, como operação difícil, grande consumo de tempo e energia e dificuldade em termos de controle da quantidade de enchimento. Portanto, a tecnologia de preenchimento capilar inferior é aplicada apenas em alguns chips-chave ou chips cujo coeficiente de expansão térmica é extremamente diferente do substrato de PCB, de modo que a tecnologia de preenchimento capilar inferior não é aplicada massivamente na montagem de PCB.

Tecnologia de folha adesiva de fusão a quente SMT

De acordo com os regulamentos de RoHS e WEEE, a tecnologia de folha adesiva hot melt SMT apresenta vantagens de não tóxico, livre de halogênio, sem resíduos de metais pesados, excelente isolação, dimensão de limite compatível com tamanho padrão e preciso, conveniente para montagem de identificação óptica. A folha adesiva hot melt SMT pode ser montada entre PCB e BGA ou CSP e pode ser soldada com chumbo normal ou artesanato de solda sem chumbo. No processo de fusão, a folha adesiva não pode ser influenciada pela solda e seus atributos de não evaporação de solvente e necessidade de limpeza contribuem para seu status de material de enchimento de PCB ideal. O diagrama de fluxo do processo da tecnologia de folha adesiva hot melt SMT é mostrado na Figura 1 abaixo.

figura 1

Com base na Figura 1, a aplicação da tecnologia de folha adesiva hot melt SMT está, na verdade, adicionando uma etapa de montagem da folha adesiva hot melt antes da montagem do chip IC, o que significa que o chip BGA e CSP com a necessidade de preenchimento de fundo são montados com folha adesiva hot melt antes da montagem do chip IC. Finalmente, a soldagem de chip e o preenchimento do fundo são concluídos na soldagem por refluxo, com a etapa de reenchimento omitida. É bastante adequado para o enchimento inferior de PCBs com produção de pequenos lotes.

Tecnologia ACA e ACF

A tecnologia ACA e ACF reduz procedimentos e custos ao concluir simultaneamente a soldagem e o preenchimento do fundo. Tanto o ACA quanto o ACF são adesivos condutores que geralmente são compostos por resina matriz e material de preenchimento condutor, classificados em ICA (adesivo condutor isotrópico) e ACA (adesivo condutor anisotrópico). ACA é um tipo de adesivo condutor de enchimento, capaz de terminar o enchimento do fundo com a conexão elétrica concluída. Com base nas diferenças de formas, o ACA é classificado em forma gelatinosa e forma de filme fino. Geralmente, o ACA na forma de filme fino também é chamado de filme condutor anisotrópico (ACF). ACA é condutor ao longo da direção do eixo Z, enquanto não é condutor ao longo da direção do eixo X e Y. Uma camada de isolamento é colocada sobre a camada de partículas condutoras e as partículas não são condutoras entre si. Somente quando as partículas sofrem tensão entre o choque do chip e a almofada do substrato da PCB e a camada isolante é esmagada como resultado do estresse, a condutividade ao longo do eixo Z pode ser garantida.

Tecnologia ESC

A tecnologia ESC, abreviação de tecnologia de conexão de solda encapsulada em epóxi, é um novo tipo de tecnologia com o material de pasta de "partículas de pasta mais resina" em vez de ACF. O fluxo do processo da tecnologia ESC começa com o gotejamento do adesivo de resina de pasta de solda na placa de PCB. Em seguida, o chip bump é alinhado com o bloco de PCB e montado nele. Finalmente, a soldagem e a solidificação da resina são concluídas por meio de aquecimento e compressão.

Retrabalho do preenchimento inferior

Como a tecnologia atual falha em garantir a boa condição dos chips fornecidos, de modo que alguns chips defeituosos não podem ser encontrados até o teste da PCB, o retrabalho e a substituição são muito necessários. Se o material de enchimento inferior do chip PCB tiver excelente estabilidade térmica e insolubilidade, mais dificuldades de retrabalho surgirão e até mesmo às vezes o PCB inteiro será abandonado. Se ligações químicas fracas forem conduzidas à resina epóxi do material de enchimento do fundo, a resina será decomposta através do aquecimento ou adição de reagente químico após a solidificação, o que tornará o retrabalho do enchimento do fundo muito mais fácil.

A aplicação da tecnologia de preenchimento de fundo no PCB pode aumentar a resistência das juntas de solda de alguns chips, como BGA e CSP, e melhorar a resistência à queda, o desempenho do ciclo anti-aquecimento e a confiabilidade do PCB. Portanto, será aplicado massivamente na montagem de PCB no futuro.

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