Неорганические материалы

Материалы.

Требования к печатным платам для монтажа BGA.

Чувствительность к влажности.

Табл. 4. Максимальное значение некопланарности для типов BGA.

Требование копланарности к пластиковым BGA менее жесткое, так как шарики у этого типа BGA оплавляются при пайке и “усаживаются”, в отличие от неоплавляемых шариков керамических BGA. Тем не менее, для новых и вновь разрабатываемых корпусов пластиковых BGA требование некопланарности ужесточили до 0,15 мм.

Контроль влажности для BGA необходим для предотвращения коробления, вспучивания или даже разрыва корпуса либо герметизирующего материала компонента при пайке(warpage, swelling, popcorning, cracking). Требования по чувствительности к влажности для электронных компонентов, в том числе и BGA, регламентируются стандартами J-STD-020 и J-STD-033. В J-STD-020, в зависимости от класса влагочувствительности, указано максимальное время, которое электронные компоненты могут провести вне защитной упаковки без накопления существенного количества влаги (т.н. «floor life»), и описаны процедуры, которые необходимо проделать для сушки компонентов перед сборкой, в случае превышения этого времени. Стандарт J-STD-033 устанавливает правила обращения с влагочувствительными компонентами. Согласно J-STD-020 все компоненты разделены на восемь уровней чувствительности к влаге.

Многие типы корпусов BGA чувствительны к влаге. Особое внимание нужно уделять обращению с PBGA и TBGA компонентами. Большинство PBGA и TBGA относятся к уровням 3 и 4 и демонстрирует достаточно сильную чувствительность к влажности. Пере поставкой изготовителем микросхем производится сушка BGA компонентов и упаковка их в герметичный пакет с влагопоглотителем (dry pack). CBGA корпуса нечувствительны к влаге и относятся к уровням 1 и 2. Чем б о льшая температура предполагается при пайке компонентов BGA, тем жестче требования к остаточной влажности корпуса, и тем продолжительнее должна быть сушка. Это особенно актуально для бессвинцовой пайки.

Необходимо отметить, что компоненты продолжают накапливать влагу и после монтажа. При проведении ремонта необходима сушка платы перед тем, как подвергнуть ее воздействию тепла. В противном случае, возможно повреждение BGA компонентов.

Существуют лишь считанные применения BGA компонентов, которые можно осуществить с использованием двухсторонних печатных плат. Это возможно лишь для BGA с очень малым количеством выводов и, скорее, является экзотическим исключением. Применение BGA автоматически предполагает использование многослойных печатных плат.

Материалы для изготовления печатных плат или, в более общем смысле, подложек для монтажа компонентов, можно условно разделить на два больших класса: органические и

неорганические.

К неорганическим относят такие материалы, как различные виды керамики, кремний и кремнийорганические соединения, оксидированные или эмалированные металлы. Такого класса подложки применяются тогда, когда требуется получить какие-либо свойства или характеристики, обычно недоступные для органических материалов. Например, высокую теплопроводность, прочность или стойкость к высоким температурам.

Выбирать материал из этой группы необходимо осознанно, принимая во внимание факт наличия ограниченного числа производителей, использующих неорганические материалы.

4.1.2. Органические материалы.

Это самый большой класс материалов для использования в качестве подложек для электронных изделий. Состоят из различного типа основ (reinforcement) и органических связующих наполнителей (resin). Характеризуются относительно низкими значениями диэлектрической постоянной (dielectric constant, Dk) и тангенса угла диэлектрических потерь (dissipation factor, Df), которые, к тому же, легко варьируются выбором основы/заполнения. Данные материалы дешевы и широко используются большинством производителей во всем мире.