Электронные устройства становятся все компактнее и мощнее. Для таких устройств особенно важен маленький размер, высокая производительность и надежность. Поэтому корпуса с шариковыми выводами (BGA) стали основным решением в авиакосмической технике, автомобильной электронике, медицинском оборудовании и телекоммуникациях.
Паяные соединения между BGA и печатными платами (PCB) имеют крошечные размеры (диаметр обычно составляет от 0,3 до 0,8 мм), они играют ключевую роль в обеспечении проводимости электрического сигнала и стабильности механической структуры. Их качество напрямую определяет долгосрочную надежность электронных устройств. Поэтому анализ образцов печатных плат стал основным методом проверки качества паяных соединений BGA.
Этот анализ фокусируется на выявлении следующих трёх типов индикаторов. Слой интерметаллической металлизации (IMC): как правило, толщина составляет 2–5 мкм. Слишком толстый слой может привести к образованию трещин при циклическом перепаде температур, а несплошный слой может привести к отслоению. Пустоты в паяных соединениях: возникают из-за недостаточного испарения флюса, а их доля превышает 15%, что снижает теплопроводность и несущую способность, а также приводит к прерыванию сигнала. Трещины, которые могут возникать под действием термических/механических напряжений, приводят к отключению тока и являются причиной зависания оборудования и фатальных отказов.
Анализ образцов печатных плат также позволяет точно отслеживать качество паяных соединений и используется не только для скрининга в серийном производстве, но и для поиска неисправностей, являясь основой обеспечения функциональности и целостности электронных устройств.
Специалисты компании Trojan разработали режимы подготовки такого образца BGA для паяного соединения размером приблизительно 80 мкм. При этом применение современного оборудования компании Trojan обеспечивает воспроизводимость и высокое качество результатов.
Вырезку образцов производят на прецизионном отрезном станке TableСut-200 с большим рабочим столом для удобного расположения интегральных схем различного размера. Далее производят быструю заливку в смолу с применением установки для УФ-отверждения смол UVmount. Это позволяет получать готовые к дальнейшей подготовке образцы менее чем за одну минуту.
Шлифовку и полировку проводят на автоматическом двухдисковом шлифовально-полировальном станке Alpha-611 следующим образом:
1. Шлифовка наждачной бумагой с абразивом карбида кремния P1200 для снятия материала до нужного положения, затем Шлифовка наждачной бумагой с абразивом карбида кремния P2000.
2. Далее полировка диском SC-JP и алмазной поликристаллической полировальной суспензией с размером абразива 3 мкм.
3. Полировка диском ET-JP и алмазной поликристаллической полировальной суспензией с размером абразива 1 мкм.
4. Финишная химико-механическая полировка диском ZN-ZP с кремниевой полировальной суспензией SO-A439 с размером абразива 50 нм для окончательной полировки.
Полученная микроструктура представлена на фотографиях.
Подробнее об оборудовании для пробоподготовки.
