AVOID THE VOID™: Large Ground Plane Voiding in Electronics Assembly: Environment

Dans un article précédent, j'ai parlé des vides dans un plan de masse étendu dans l'assemblage électronique et j'ai mentionné un outil statistique de référence appelé le diagramme d'Ishikawa. Cet outil permet de cartographier un processus et fournit une excellente aide visuelle qui permet de montrer les causes possibles des défaillances et les effets que les variables des processus peuvent entraîner. Ce diagramme d'Ishikawa en particulier montrait que la conception du pochoir pouvait avoir un effet important sur les vides. Aujourd'hui, je vais approfondir ce domaine un peu plus et parler de la façon dont nous pouvons minimiser les vides à l'aide du plan de masse étendu dans l'assemblage électronique avec des différences dans les conditions environnementales de fabrication.

Les conditions environnementales lors de la fabrication sont souvent négligées comme cause première des problèmes et des défauts dans les processus de fabrication des assemblages électroniques. Ce peut être un point de départ facilement identifiable pour déterminer la cause d'un problème de viscosité de la pâte à braser mais, pour les vides sous les composants terminaux de fond, les conditions environnementales sont souvent ignorées et oubliées.

C'est particulièrement le cas dans la fabrication à moindre coût, où le coût de la mise en œuvre des systèmes CVC contrôlés et les contrôles des processus ne sont pas financièrement réalisables. Les variations de température et d'humidité en dehors de la plage optimale peuvent causer des ravages sur les matériaux d'assemblage comme les pâtes à braser, les revêtements enrobant, les colles, les matériaux d'enrobement, les flux et les matériaux d'apport. Dans un scénario où vous essayez de réduire les vides sous un composant terminal de fond (BTC), la température et l'humidité peuvent certainement jouer un rôle. Par exemple, si la température de l'environnement de fabrication est trop élevée, la viscosité de la pâte à braser pourrait diminuer, ce qui provoquerait un affaissement avant la refusion. Nous avons vu un scénario similaire à l'effet de la conception/épaisseur du pochor ; une augmentation de la hauteur d'un composant tend à diminuer les vides dans les BTC. À l'inverse, si les affaissements de la pâte à braser et la hauteur entre la carte et le composant sont diminués, les pourcentages de vides sous le composant peuvent augmenter.

Des températures élevées et des durées d'exposition prolongées peuvent également accélérer le processus d'oxydation de la pâte à braser. Des niveaux d'oxydation élevés peuvent augmenter le pourcentage des vides. Un mauvais stockage et des procédures de manipulation imparfaites, l'usage prolongé d'un pochoir et/ou un stockage prolongé à température ambiante peuvent affecter les caractéristiques d'oxydation et de viscosité de la pâte à braser.

J'ai même observé que différents endroits dans le monde peuvent même avoir un effet sur les vides dans les BTC. Certaines pâtes à braser, en particulier des pâtes à braser solubles dans l'eau, peuvent fonctionner différemment en fonction de la période de l'année. Les mois d'hiver ont tendance à être plus secs et plus froids que les mois d'été ici dans le nord des États-Unis. Cela peut varier considérablement d'un endroit à l'autre comme en Malaisie où il fait chaud et humide toute l'année. Nous avons eu des clients adoptant des mises en place de processus et des matériaux identiques - dans des installations dans différents endroits du monde - et ils ont obtenu des résultats différents en matière de vides dans des expériences contrôlées.  Nous avons également eu un client qui a fait la même expérience sur les vides à différentes altitudes. Les résultats de l'étude ont montré une différence significative dans les vides d'une altitude à l'autre avec toutes les autres variables contrôlées de manière parfaite.

Rappelez-vous toujours que les choses les plus simples (que nous prenons souvent pour acquises) peuvent avoir un impact considérable.

La prochaine fois je vais parler de la zone qui est toujours au centre des préoccupations quand on a des problèmes de vides en brasure : PÂTE À BRASER !