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Electrónica. PCB. Reseña: El Efecto Experiencia

Jueves, 03 de junio 2010 | Dan Beaulieu

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Una recomendación de libros de Dan Beaulieu



El efecto de la experiencia: Involucrar a sus clientes con una consistente y experiencia de marca memorables

Por: José Jim

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No puedo recomendar este libro lo suficiente - que representa una nueva forma de pensar acerca de la comercialización que ninguno de nosotros puede darse el lujo de pasar por alto. Por favor, tomarlo y leerlo , si usted quiere traer a un enfoque totalmente nuevo y productivo a la comercialización de su empresa , la marca y , sí, servicio al cliente.

Electrónica. PCB. Metalización para el procesamiento semi- Aditivo de Build -Up materiales dieléctricos, Parte I: Información general Proceso de Desarrollo

Metalización para el procesamiento semi- Aditivo de Build -Up materiales dieléctricos, Parte I: Información general Proceso de Desarrollo

Martes, 08 de junio , | Hiroyuki Nishiwaki 2010, Katsuhiro Yoshida y Shenghua Li, Rohm and Haas Electronic Materials KK , empresa del grupo Dow Jones, The Dow Chemical Company

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Introducción



El ITRS ( International Technology Roadmap de Semiconductores ) [1 ] , patrocinado por las asociaciones de la industria de semiconductores en Japón, Corea , Europa , Taiwán y los EE.UU., ofrece una proyección de dispositivos semiconductores y las capacidades de paquete de rendimiento en los próximos 15 años. El plan de trabajo incluye las proyecciones de las futuras necesidades de transmisión de señales cada vez más de alta velocidad, alta densidad de cableado de interconexión y alta fiabilidad para las futuras generaciones de paquetes de semiconductores sustratos.



Mientras que el capítulo 2009 ITRS Plan de trabajo para la interconexión ( paquetes de semiconductores ) aún no ha sido terminado, el 2008 y anteriores Edición de la lista de hoja de ruta de una serie de atributos de rendimiento clave y los hitos de rendimiento para el paquete de semiconductores sustratos , que ofrece una indicación clara de la forma del futuro necesidades. Los requisitos indicados en el documento de 2008 puede dividirse en cuatro categorías : Enrutamiento densidad ( es decir, a través de línea de diámetros y / dimensiones del espacio ) , las propiedades eléctricas (es decir, la constante dieléctrica y la tangente pérdida) , las propiedades mecánicas (es decir, Tg y los coeficientes de expansión térmica ) y la superficie acabados.



Para Flip Chip Ball Grid Array ( BGA - FC ) paquetes , los proyectos de plan de trabajo las necesidades futuras para las dimensiones características del circuito de la línea 8 micras / espacio para el año 2014 , con la línea 6 micras / espacio necesario para el año 2017 .



Creación de las características del circuito en la dimensión requerida en los rangos actuales y proyectadas paquetes de semiconductores puede lograrse mejor mediante el uso de procesos de metalización semi - aditivo, en el que se aplica una capa muy delgada conductora a una superficie dieléctrica , por lo general de cobre electrolítico por metalización . A raíz de la creación de un patrón fotorresistente sobre esta superficie , galvanoplastia de cobre se utiliza para formar las características del circuito y para formar a las conexiones de capa de capa de relleno con láser microvías perforados. La formación de circuitos patrón final requiere la resina fotosensible que ser eliminado y la metalización delgada para ser removido de las áreas entre las características plateado, en un proceso de flash etch llamada . La secuencia del proceso global se muestra en la Figura 1.







Figura 1 : Flujo de metalización proceso de semi- aditivo ( SAP

continuas demandas de un mayor rendimiento, la multifuncionalidad y la reducción de tamaño de los dispositivos electrónicos requieren las futuras generaciones de paquetes de semiconductores sustratos para proporcionar capacidad de mejorar la señal de transmisión de alta velocidad , alta densidad de cableado de interconexión y la fiabilidad del sistema de alta . Para la fabricación de sustratos paquete , un semi- Aditivo (PEA ) es ampliamente utilizado con la acumulación de materiales dieléctricos para formar las características del circuito .



En general , para crear la adherencia entre el material dieléctrico y de los depósitos plateado, un proceso desmear se aplica al material dieléctrico para formar rugosidad de la superficie . La primera capa de metalización conductora se forma por el cobre electrolítico de chapado. La adhesión se obtiene en la interfaz plateado con un ancla a partir de la rugosidad de la superficie . Sin embargo, cuando el perfil de rugosidad de la superficie se reduce, no es tan fácil de lograr una alta adhesión . Desde paquete de próxima generación sustratos requieren el uso de un material dieléctrico con una superficie de perfil más bajo, con el fin de satisfacer la demanda de productos finales de desempeño, un proceso de metalización dar de alta adherencia , independiente del tipo de material dieléctrico y el grado de rugosidad de la superficie es indispensable.



En este artículo vamos a describir las características críticas de los procesos de metalización para tales aplicaciones.



Desarrollo de fondo



SAP cobre electrolítico procesos de recubrimiento debe cumplir con los cuatro aspectos clave técnica se muestra en la Figura 2. Como se mencionó anteriormente , la aspereza reducir al mínimo la superficie del material dieléctrico es necesario para reducir el impacto de la rugosidad de la superficie del circuito de seguimiento sobre la transmisión de señales de alta velocidad y alta adhesión a los superficie bajo perfil es necesario para permitir rasgos finos circuito que se formó con facilidad. Para garantizar los mayores niveles de fiabilidad del producto final , la resistencia de aislamiento pendientes entre las líneas de circuito es necesario. Las propiedades de la cobertura de cobre electrolítico en el forro debe ser optimizada para permitir que el cobre uniforme deposición en todos los puntos dentro de pequeño diámetro a través de los agujeros ciegos (que se logra por una combinación de la inhibición de la superficie de placas de espesor y la mejora de la cobertura en la base de a través de los agujeros ) . cobertura uniforme también es necesaria para permitir flash efectiva grabado y también para proporcionar conductividad superficial consistente durante cobre electrolítico . fiabilidad de interconexión de alta se puede realizar a través de una combinación de desmear optimizado , catalización y cobre electrolítico galjanoplastia procesos.



un esfuerzo especial se centraron en los siguientes tres pasos: 1) Impacto de la neutralización en la formación de la rugosidad superficial óptima durante el proceso de desmear , 2) efectos de acondicionamiento de superficies tanto en la adherencia de metalización y resistencia de aislamiento y 3) los efectos de cobre electrolítico en la formulación de placas metalización de la adhesión y la cobertura dentro de los agujeros a través de .







Figura 2: Principales aspectos de los procesos de metalización semi - aditivo.

Descripción del proceso



(1) Neutralización permanganato



En general, los procesos desmear se componen de tres etapas: la inflamación , el permanganato y la neutralización. La Figura 3 ilustra los cambios en la morfología de la superficie de un muy ampliamente utilizado acumulación dieléctrica ABF - GX13 ( Ajinomoto Acumulación de Cine , un producto de Ajinomoto Bellas - Techno Co., Inc. ) durante el proceso desmear . Las imágenes en la Figura 3 muestran que la estructura de la superficie de permanganato siguientes + inflamación difiere en gran medida de que la neutralización siguientes visto. Mientras que la resina de grabado está determinada por las condiciones de tratamiento y el permanganato de inflamación , la morfología de la superficie final, que se comunicará con el pre-tratamiento y proceso de cobre electrolítico es mucho más afectados por las condiciones de neutralización proceso. Uso de los procesos convencionales de neutralización para las aplicaciones de PTH, una estructura de superficie irregular se forma mediante la eliminación de la capa de superficie. Uso de la química optimizada de neutralización, la rugosidad de la superficie (medida mediante el promedio de rugosidad Ra ) no está muy alterado , sino una superficie mucho más rugosa uniforme es creado. La formación de una multa adicional de puntos de anclaje se traduce en mejoras en la adhesión de la metalización y fiabilidad.







Figura 3 : morfología superficial durante el proceso de desmear dieléctrico.



Figura 4 se muestra la evolución del proceso de desmear , utilizando la química de neutralización optimizado , en 50 micras, ciegos vías formada en ABF - GX13 . Una superficie rugosa se formó de manera uniforme y una citología fue removido por completo de las plantas de los a través de los agujeros. El cobre pendientes a la adhesión de cobre también fue demostrado por la rotura de distancia de la lámina de cobre en la capa interna a través de una prueba del tirón siguientes placas de cobre electrolítico .







Figura 4: la capacidad del proceso Desmear : Ciegos a través de la limpieza y la promoción de la adherencia dieléctrico.



(2) Acondicionamiento de paso



Después de desmear , tratamiento de acondicionamiento de la superficie dieléctrica se lleva a cabo a fin de aumentar la adsorción de Pd / especies catalizador Sn coloidales , que son aproximadamente 1 nm de diámetro. El acondicionador modifica la carga superficial mediante la absorción de las especies con carga positiva , que atraen el catalizador coloidal con carga negativa . La cantidad de Pd / adsorción de Sn y el estado de adsorción son altamente dependientes del tipo de acondicionador y la formulación de baño. Una formulación acondicionado optimizado fue encontrado para mejorar la micro- uniformidad de la absorción del catalizador , aunque el importe total global de adsorción catalizador no fue cambiado. Mientras que los productos estándar fabricados acondicionador de placas desigual y menor adhesión a las superficies dieléctricas, de utilizar el acondicionador optimizado mejora en gran medida la uniformidad de la absorción de catalizador y depósito de cobre electrolítico .



análisis del tratamiento de superficie dieléctrica siguientes con el acondicionador optimizado mostraron un aumento en la formación de grupos hidroxilo y carboxilo en comparación con el producto tras el tratamiento con un acondicionador estándar. Las concentraciones adicionales de grupos funcionales capaces de formar puentes de hidrógeno formado se cree que aumentan el grado de interacciones de enlace químico entre las especies y la superficie del catalizador dieléctrico. Además, dichos bonos químicos se cree que se hacen más fuertes los siguientes pasos después de la cocción , debido a la deshidratación reacciones.



Figura 5 se muestra la fuerza de adherencia de ABF - GX13 , tanto para los acondicionadores, en un rango de valores de Ra, logrado mediante la variación de la duración del tratamiento permanganato. Estos resultados demuestran la mejora del funcionamiento del acondicionador de reciente creación. Si bien la fuerza de adherencia puede ser alta en los valores más altos de Ra , al usar el acondicionador ya existentes , fue posible obtener la fuerza alta adherencia , incluso a bajos valores de Ra cuando se utiliza el acondicionador optimizado.







Figura 5a: Relación con permanganato Tiempo de tratamiento y de la superficie de rugosidad (Ra ) .







Figura 5b: Relación de la rugosidad de la superficie ABF - GX13 , la adhesión y la formulación de acondicionador.



(3) de cobre electrolítico Revestimiento



En general , el cobre electrolítico con tartrato de baños electrolíticos como el agente quelante se sabe que tienen peor estabilidad de la solución , debido a la unión más débil del cobre en solución. Ha sido nuestra experiencia que la mejora de cobre electrolítico de realizar formulaciones placas se pueden obtener con EDTA, debido a su mayor quelato constante de estabilidad . Sin embargo, existe una tendencia a la deposición de baños convencionales basados en EDTA para dar mayores tasas de depósito en los lugares donde el transporte de masas es mayor , ya que estas formulaciones tienen a menudo rápidas tasas de siembra inicial . Figura 6 muestra las secciones transversales de 50 micras, ciegos en vías de ABF - GX13 , a raíz de cobre electrolítico en placas, la comparación de un sistema convencional basado en EDTA con una formulación optimizada de cobre electrolítico . Por lo convencional baño de cobre electrolítico , prácticamente no se observó la deposición en la base de los ciegos a través de los agujeros. Por el contrario , las modificaciones de la concentración de cobre y tensioactivo en el baño optimizado dado lugar a mejoras muy sustanciales en la cobertura de cobre electrolítico . Además , la formulación modificada totalmente la compleja morfología de la superficie , lo cual permitiría mejorar la adherencia de cobre electrolítico placas con el material dieléctrico.







Figura 6:Comparación de la cobertura de cobre electrolítico y el poder de penetración en 50 vías se unen micras .



Fuerza de adherencia en juicios has Usando Cada Paso Desarrollo



La figura 7 muestra los valores de resistencia al desgarro , a raíz de has (130⁰C/85 % Humedad Relativa) Pruebas en las que el cobre electrolítico plateado y 20 micras de espesor de cobre electrolítico siembra se aplicaron a ABF - GX13 , con una superficie de aproximadamente 600 Ra nm. Estas pruebas permiten evaluar el desempeño optimizado de la neutralización , el acondicionamiento y el cobre electrolítico galjanoplastia procesos. Mientras que la fuerza de adhesión inicial de la combinación del acondicionador de estándar y baño galvánico de cobre electrolítico resultó ser 0,63 kgf / cm , después de 100 horas de has cayó a 0,49 kgf / cm. Por el contrario, la combinación del acondicionador de cobre electrolítico optimizado y formulaciones forro , siempre una dotación inicial de 0,71 kgf / cm , que se mantuvo en 0,60 kgf / cm o más, incluso después de 100 horas de has . Los valores de 0,6 kgf / cm representan una fuerza de adherencia suficiente para satisfacer los requisitos del producto final - el rendimiento. La robustez del proceso no se demostró sólo por los valores de adhesión inicial , sino también por la mínima degradación de las pruebas tú .







Figura 7:Resistencia pelado de ABF - GX13 después de la prueba has .

Resistencia de aislamiento después de la formación del circuito



Evaluación de las muestras preparadas con el proceso de metalización optimizado se llevó a cabo en muestras de ABF - GX13 con un Ra de aproximadamente 600 nm, usando un patrón de panal con la Línea / Espacio = 10/10 micras . piezas de prueba fueron preparados utilizando una placa modelo secuencia de proceso y las pruebas se llevaron a cabo con la tensión aplicada ( has : 130 ° C/85 % de humedad relativa , tensión de polarización : DC 5V). Los resultados mostraron resistencias de aislamiento de 1 x 10⁸ Ω , incluso después de 100 horas de pruebas , lo que indica la resistencia de aislamiento aceptable entre las características del circuito , incluso en su punto más de 10 micrones .



Resumen



Los resultados de las evaluaciones de un proceso electrolítico optimizado metalización de cobre , diseñado para el procesamiento de SAP de la acumulación de materiales dieléctricos , demostrar los beneficios de la optimización de la neutralización , el acondicionamiento, y el cobre electrolítico galjanoplastia procesos. Alta densidad de cableado estructuras tratados en el nuevo proceso permitirá mayor velocidad de transmisión de señal , mientras que proporciona altos niveles de fiabilidad del sistema. Las siguientes características lo hacen muy adecuado para sustratos de transformación para la próxima generación de paquetes de semiconductores .



* Bajo la rugosidad combinada con dieléctrico de cobre de alta a la adhesión dieléctrico.

* cobre electrolítico pendientes propiedades placas ciegas a través de la cobertura en los agujeros.

* Excelente fiabilidad a través de orificio de interconexión.

* Alta resistencia de aislamiento entre las características del circuito.



Aplicación de los procesos a la siguiente generación la acumulación de materiales dieléctricos se describe en la Parte 2 de este artículo .



Referencias



1. Internacional de Tecnología para el Plan de trabajo Semiconductores : www.itrs.net.

 

Hiroyuki Nishiwaki es la I + D Jefe de Proyecto para el Desarrollo de Productos Metalización en el grupo de tecnologías de interconexión de Dow Electronic Materials . Él puede ser alcanzado en nishiwakih@dow.com.



Katsuhiro Yoshida y Li Shenghua son científicos de investigación en la I + D de productos Metalización grupo.



Dow Electronic Materials es un proveedor global de una amplia gama de productos impresos circuito de fabricación, incluyendo pretratamiento dieléctrico y metalización y una amplia gama de procesos a través de llenado para el IDH y aplicaciones de embalaje sustrato.

Electrónica. PCB. En defensa de su trabajo: Rick Hartley Respuestas.

En defensa de su trabajo: Rick Hartley Respuestas

Miércoles, 09 de junio 2010 | Rick Hartley , Empresas Hartley

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La siguiente es la respuesta de Rick Hartley a Shaughnessy Informe de la semana pasada , " En defensa de su trabajo . " Rick es un ingeniero senior principal con L-3 Avionics Systems, fundador de Empresas Hartley, y un veterano profesor de diseño de PCB de alta velocidad.

el artículo de Rick fue editado sólo ligeramente , por puntuacion y estilo. - Ed .

Hey Andy ,

Acabo de leer tu último artículo , " En defensa de su trabajo . "Cada vez que leo algo tuyo , me recuerda cuán bueno sea usted en decir las cosas de una manera clara y nítida.

Las empresas realmente necesitan tener a alguien a bordo que comprende plenamente los atributos necesarios para diseñar una calidad, placa de circuito rentable. Hay tantas cosas a considerar y , en mi experiencia, los ingenieros de diseño de circuitos y la mayoría de los gerentes no entienden estas cuestiones. Algunos lo hacen , pero, todo-en- la mayoría de todos , no!

Primero tuve la experiencia cargada de oficinas de servicios en la década de 1990. La compañía con quien estaba en ese momento tenía 55 tarjetas de circuitos complejos de definir , con un año para completarlas ... y yo era el único diseñador de la casa . Si nuestro objetivo había sido la de tirar hacia abajo y las partes sólo tiene que conectar los puntos, lo podríamos haber hecho en un año. Para cumplir fabricación adecuada, capacidad de prueba , la integridad de la señal y los objetivos de EMI requiere una cuidadosa planificación y un diseño cuidadoso . Para que sea posible hacer todas esas cosas y para cumplir con el plazo necesario , se decidió " la granja " a muchos de los diseños para una o más oficinas de servicios.

En nuestro primer par de diseños que simplemente entregó el esquema de la oficina de servicios y le dijo: "Aquí está! "Pronto aprendí que los objetivos de la oficina de servicios fueron muy diferentes a las nuestras. Querían el diseño dentro y fuera de su sistema lo más rápido que pudieron. Por supuesto que quería hacer un gran trabajo para nosotros , ya que sabía que eso era cómo iban a conseguir que las empresas de retorno, pero no sabían nuestras estructuras lo suficientemente bien como para entender cómo llevar a cabo esa necesidad.

Habíamos aprendido , con el tiempo , exactamente lo que nuestra casa de montaje necesarios para maximizar la capacidad de fabricación y capacidad de prueba de nuestros foros . La oficina de servicios , sin culpa propia, no entendía esas cuestiones exacta . Habíamos aprendido también que las pilas de mesa, sobre la base de componentes y densidad de línea , produciría los mejores resultados del IME , así como las estrategias de colocación le ha permitido obtener mejores resultados, etc había determinado exactamente lo ancho de las líneas , tamaño de los agujeros , proporciones, etc . , dio un "no incremento de los costes " de fabricación de tablero, sobre la base de nuestros fabricantes elegido. Además, se había dado cuenta de que las estrategias de enrutamiento anotó la integridad de la señal. Estos métodos de enrutamiento necesaria la colocación de piezas específicas. Todos estos requisitos variados de tablero en tablero .

Los puntos mencionados son sólo una muestra de las múltiples necesidades de una placa de circuito . Con el tiempo podríamos haber entrenado la oficina de servicios acerca de nuestras necesidades , pero ¿qué pasa si decidimos cambiar a una oficina , o por si uno o más de las personas clave de la agencia decide seguir adelante?

Pronto nos dimos cuenta era el mejor enfoque para nuestro grupo de diseño (yo, en ese caso particular ) a poner todo lo necesario ganchos en el esquema , dando una lista de red con todos los atributos necesarios . Entonces tendríamos puerto de la lista de red en una base de PCB y crear todos los nuevos componentes , asegurándose de que las huellas componente correcto se utilizaron para satisfacer mejor los requisitos de fabricación de nuestros ensamblador específico. Si no hubiera necesidades críticas de mecánicos, los que son demasiado se incorporaron en la base de datos antes de ser entregados a la oficina de servicios. Una vez más, los temas tratados aquí son una muestra de las necesidades reales de un diseño.

También se aseguró de que las normas de colocación fueron bien definidas para cada tabla , basada en la integridad de la señal y el IME, las necesidades de dicha sección en particular y su producto final. Además, nos aseguramos de que la junta en pilas y requisitos de enrutamiento estaban muy bien definidos, así como las normas de diseño de fab tabla rasa y capacidad de prueba de la asamblea. Todos los requisitos enumerados no son los mismos de tablero en tablero .

Nuestra gestión rápidamente cuenta de que cumplimos nuestros objetivos específicos, incluso con la ayuda de una agencia de servicios, requiere la dirección de alguien que entendía todas las necesidades de NUESTRA placas de circuito impreso . La primera pareja de tablas, los dejamos que la Mesa ver con ninguna dirección real, tuvo que ser rediseñado por completo para funcionar , según sea necesario y cumplir con nuestros requisitos de fabricación y EMI.

Esa fue una valiosa lección para todos nosotros , sobre todo para la gestión.

Cuando todo estaba dicho y hecho, terminamos haciendo todo el trabajo por adelantado , así como todo el trabajo de backend para cada diseño. La oficina de servicios hizo la colocación y de enrutamiento. Queremos revisar y aprobar la colocación antes de que se enruta el tablero. Esta relación ha funcionado muy bien , ya que recibió la ayuda que necesita , sin embargo, fueron capaces de cumplir con todos nuestros fabricación, montaje , mecánica , pruebas , SI y los requisitos de la EMI.

Al menos una persona con los conocimientos que se necesita en toda empresa, cuando la agricultura un trabajo a una oficina de servicios. Mis 45 años en el negocio me ha enseñado que esta persona es rara vez el ingeniero de diseño de circuitos. Hace unos años se me pidió revisar un diseño realizado por una oficina de servicios y dirigida por un ingeniero de circuito. En mi análisis y rediseño, fui capaz de mejorar la funcionalidad del circuito, sin embargo, reducir el número de capas, desde 18 hasta 10 capas, y mejorar el proceso de montaje . Estos cambios dieron lugar a un ahorro de más de $ 200 por cada montados a bordo .

Los ingenieros tienen su propio circuito , la placa realmente lleno de cuestiones sobre las que centrar . enfoque de un ingeniero no suele ser sobre los temas que la mejor red de diseño de PCB .

Hay muy pocos directores que realmente entienden lo que su gente de ingeniería en todo el día . Esto es especialmente cierto para los diseñadores de PCB . A menos que el manager ha sido un diseñador de tableros , te prometo que no entiende el importante papel que estas personas desempeñan en el éxito a largo plazo de la empresa . Incluso los directivos que han diseñado las tablas, si no lo han hecho en varios años, son probablemente tan fuera de moda que es muy probable que no entienda.

Hasta el punto de su artículo, es imperativo que todos los tipos de ingeniería educar a su gestión acerca de las funciones que cumplen. Lamentablemente , la gente de ingeniería muy pocos son buenos en la venta de sí mismos. Me alegro de que escribió el artículo para recordar a todos nosotros que debemos aprender a vender a nosotros mismos y que tenemos que hablar.

Si usted es un diseñador de tableros , no asuma que la administración entiende su valor a la compañía !

Saludos cordiales,

Rick Hartley

Sr. Ingeniero Principal

L -3 sistemas de aviónica

http://www.pcb007.com/pages/zone.cgi?artcatid=&a=59504&artid=59504&pg=2

Reid sobre Confiabilidad: Las grietas del PLP Barril - Acelerar el fracaso

Reid sobre Confiabilidad: Las grietas del PLP Barril - Acelerar el fracaso

Jueves, 10 de junio 2010 | Reid Pablo, PLP Soluciones de Interconexión

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Una de las ventajas de las pruebas de ciclo térmico de los cupones para establecer la fiabilidad es que el inicio y la tasa de acumulación de daño, expresado como aumento de la resistencia , se pueden representar e interpretar . El inicio y la tasa de aumento de la resistencia permite una mayor penetración en los modos de fallo . Esta idea se puede expresar como una mayor precisión en la predicción de que las condiciones son enormes y los fracasos se puede expresar en el montaje y el medio ambiente del uso final.

Ayudado con la percepción de los gráficos de resistencia , los fracasos se pueden clasificar con mayor agudeza , lo que permite un discernir los modos que han sido considerados similares o casi idénticos a través de un examen más casual. Este es el caso de grietas barril. Podemos clasificar las grietas barril en dos categorías en función de cómo fallan y sobre las diferencias morfológicas observadas en microsecciones .

En mi última columna, nos enteramos de grietas de fatiga de metal barril tipo, grietas que se desarrollan lentamente con el tiempo. Vamos a adoptar un fallo que acelera el daño de una manera no lineal que, con el propósito de esta columna , voy a término " crack barril " para contrastar con el "crack barril metálico fatiga ". Aunque el fracaso es el mismo en que la integridad del metal se degrada por la fatiga , parece que con " grietas barril, "el material juega un papel importante en el avance de la tasa de fracaso en PTHs .

Figura 1 : Fotografía de una grieta barril.

Cuando se expone a excursiones térmicas , ya sea en el montaje y repetición del trabajo, o provocada por las pruebas térmicas, de ciclo grietas de cobre que se desarrollan en una forma que produce una tasa de aumento de la resistencia en el cañón de la actual PTHs lo que se describe mejor como un modo de fallo acelerado. cambio de material puede ser un factor que influye en cómo los circuitos falla en este incremento no lineal en la resistencia. El daño puede haber un retraso en la aparición , pero, una vez iniciados , tienden a acelerar hasta el fallo (falta ser un 10% de aumento de la resistencia por convención) . Grietas en el cañón del anticipo PTH a través de la metalización y las capas de cobre electrolítico , incluso de multiplicación a través de cristales de cobre, y atravesando el cañón en una vía recta y horizontal. Barril grietas se encuentran con frecuencia de estar abierto al momento de examinar el microscopio.

En el gráfico se presenta en la Figura 2 muestra la variación de la resistencia en miliohmios por medida del ciclo térmico a la temperatura más alta . Observe que el gráfico muestra la resistencia que al principio de la prueba hubo un cierto grado de alivio de tensión o de recocido en donde la resistencia se reduce por debajo de la lectura inicial de hasta aproximadamente 150 ciclos . Al parecer, el recocido reduce la presión sobre los rastros de cobre y las interconexiones , resultando en una disminución de la resistencia de un número de ciclos. El alivio de la tensión inicial del circuito es un fenómeno común que se observa en la mayoría de las pruebas en que se retrasó el inicio de la acumulación de daños.

La acumulación de daño es con frecuencia lineal hasta que la resistencia aumenta al 2% , después de que una aceleración no lineal se puede observar . Después de la acumulación de 2% de daño , las interconexiones comprometida puede presentar una acumulación exponencial de los daños hasta el fracaso en este caso , aproximadamente a 375 ciclos. El perfil de daños en el gráfico de la resistencia es típico de una deficiencia de la aceleración de tipo no lineal.

Figura 2: gráfico que muestra la acumulación de daños Resistencia acelerando.

Cabe señalar que la acumulación de resistencia con cada excursión térmica es un reflejo de las grietas en desarrollo de cientos de PTHs en la muestra problema , y es un agregado de daño en todos los interconexiones. El examen microscópico se limita a ver sólo unos cuantos agujeros por sección. El examen microscópico con frecuencia se buscan las grietas y fallas barril de metal tipo de fatiga . La gráfica ayuda a determinar la resistencia que está dominando el fracaso. El inicio temprano y acelerado altamente daños son la mayoría de los fracasos a menudo crack barril.

métodos de imágenes térmicas permiten identificar la PTH más dañados de los cientos . Esto mejora enormemente la capacidad de encontrar la PTHs más dañadas e interpretar el significado de las diferencias sutiles en daños.

Cuando los criterios de fracaso son en un 10% aumento de la resistencia en un circuito y la prueba se detiene exactamente cuándo un aumento del 10 % de la resistencia se consigue , un poderoso método puede ser utilizado. Debido a que el circuito falló, no está abierto, una baja corriente se puede aplicar al circuito. El aumento de la resistencia en la PTH dañado hace que el calor a un grado mayor que PTHs en buen estado. Con la aplicación de una amperios pocas interconexiones dañado se calentará uno o dos grados más alta que las interconexiones adyacentes.

Al utilizar una cámara térmica, la determinación de PTH más dañados de los cientos pueden ser fácilmente identificados y microsectioned . Este método le permite a uno centrarse en el modo de falla dominante y al mismo tiempo observar los modos de fallo que están latentes en desarrollo, pero no se expresan como los ciclos de reducción al fracaso. Parada en la prueba de 10 % permite encontrar y observar un fracaso maduración goteo de información, en lugar de un circuito catastróficamente no es ninguna deformación considerable .

El análisis dinámico mecánico ( DMA ) es un método de análisis térmico que las medidas de las propiedades viscoelásticas de un material. El ensayo provoca un desplazamiento mecánico en una muestra de deformación, y mide la resistencia del material con el desplazamiento y su capacidad de volver a su estado original en un rango de temperaturas. Este método mide la relación entre las características viscosas y elásticas del material, que puede cambiar en respuesta a los ciclos térmicos. Un material que se deforma elástica en respuesta a una fuerza, y vuelve a su forma original cuando la fuerza se retira . Un material que se deforma en respuesta a una fuerza, pero no regresa a su forma original después de la fuerza se retira , se dice que es plásticamente deformados .

Una grieta en una de PTH en que el material conserva la elasticidad se puede cerrar entre excursiones térmicas , volviendo la resistencia a su valor inicial . Las probetas de ensayo que vuelven a su resistencia inicial entre los ciclos térmicos se dice que son auto-sanación. material deformado plásticamente en torno a un PTH no puede evitar que las grietas de cierre entre excursiones térmicas. Esto confiere una resistencia a la histéresis , donde la resistencia se eleva entre excursiones térmicas. Esto ocurre cuando la grieta barril se mantiene abierto y se amplía con cada excursión térmico posterior .

Es probable que la aceleración observada en este tipo de avería se debe en parte a la acumulación lenta deformación plástica del material dieléctrico en respuesta a los ciclos térmicos. Una buena analogía es que el material actúa como un trinquete ampliar la grieta con cada excursión térmica.

Figura 3 : Imagen de la animación que representa el fracaso de la aceleración de una grieta barril. Haga clic aquí para la animación .

Motivos de preocupación y Consideraciones

Recuerde: La fiabilidad es un equilibrio entre la fuerza y la fuerza. Cuando la fuerza aplicada es mayor que la fuerza del cobre y el material dieléctrico , el PLP no . Durante las excursiones térmicas , la PTH se encuentra bajo tensión de la Z - eje de expansión y, al mismo tiempo, una compresión hacia el interior en medio de la determinación de PTH debido a la x y la expansión del eje y. Una vez iniciado, grietas de cobre se desarrollan rápidamente para producir los primeros fracasos . Una grieta barril refleja un modo de fallo acelerando y es el resultado de la fuerza, inducida por la expansión térmica del material , siendo mayor que la fuerza de las interconexiones de cobre y el material dieléctrico combinado . El cobre se fatiga y al mismo tiempo, el material pierde elasticidad y se somete a una deformación plástica. En el peor de los casos el resultado puede ser una falla catastrófica de la PTH en tan sólo unos pocos ciclos .

Paul Reid es un coordinador del programa en PLP Solutions Inc. de Interconexión , Ottawa , donde sus responsabilidades incluyen pruebas de fiabilidad , análisis de fallas, análisis de materiales y consultoría PLP fiabilidad. Para contactar con Paul , haga clic en aquí.



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