Défaillances courantes des boîtiers à billes et comment les éviter

Il est vrai que le processus de fixation par billes n’est pas aussi passionnant que d’autres, comme l’assemblage de puces retournées et la mise en boîtier 2.5D et 3D. Auparavant, je lisais dans les journaux les avancées en matière de mise en boîtier et les innovations passionnantes qui se produisaient à ce niveau, et je me disais : « Eh bien, la fixation par billes semble bien terne en comparaison. »

Bien que le processus de fixation par billes puisse être considéré à tort comme banal, les étapes de brasage qui entrent dans cette technique sont en fait complexes, et il existe de nombreuses variables qui peuvent affecter le boîtier final fixé par billes. Heureusement, si nos lecteurs rencontrent ces problèmes courants dans les assemblages de fixations par billes, Indium Corporation a les produits pour répondre à ces défis.

Si l’on résume rapidement le processus standard de fixation par billes, il y a généralement deux étapes : une étape de préfluxage et l’étape d’assemblage BGA (Ball Grid Array) réelle. L’étape de préfluxage est nécessaire, car le processus de refusion pour l’assemblage des boîtiers en haut du substrat, comme celui pour les boîtiers à puce retournée, entraîne une faible brasabilité sur les pastilles en bas du substrat. En d’autres termes, la refusion d’un boîtier à puce retournée à 240 °C, puis le lavage des résidus à 95 °C, puis le séchage du boîtier à 130 °C, puis l’application du mélange moulable à 130 °C peut modifier la brasabilité des pastilles BGA inférieures. Cela peut être frustrant parce que ces pastilles n’ont même pas encore été utilisées ! Ainsi, une étape de préfluxage est nécessaire pour protéger l’intégrité des pastilles BGA inférieures.

Quels sont donc les défauts courants susceptibles de survenir ? Le principal résultat d’une faible brasabilité sur un joint est une faible résistance au cisaillement du joint, ce qui peut entraîner une défaillance potentielle du joint. Cela est particulièrement perceptible avec les métallisations de pastilles difficiles à braser, telles que le cuivre OSP (Organic Solderability Preservative). Une faible brasabilité peut également provoquer la non-formation du joint de brasure, ce qui entraîne des défauts d’ouverture résultant d'un défaut de mouillage, et, en fin de compte, des coupures électriques.

Une autre défaillance courante résultant des étapes de préfluxage est la déformation du substrat. Les substrats utilisés pour l’assemblage des semi-conducteurs sont généralement assez fins et sujets à la déformation pendant le chauffage. Un composant déformé d’un téléphone cellulaire ou d’un capteur de véhicule peut provoquer des effets durables, de sorte que les défauts doivent être corrigés aux étapes de préfluxage.

Alors, que signifie tout cela ? Bien que le processus de fixation par billes soit complexe et ait le potentiel de rencontrer de nombreux défauts, Indium Corporation a des solutions pour résoudre ces problèmes ! Notre tout nouveau flux de fixation par billes, WS-823 mérite d’être souligné. Il s’agit d’un flux de fixation par billes en une étape éprouvé pour boîtier à bille conçu pour éliminer l’étape de préfluxage coûteuse provoquant la déformation. Le WS-823 est un flux sans halogène, lavable à l’eau conçu pour un processus de fixation par billes en une seule étape qui élimine l’étape de préfluxage afin de créer des liaisons billes-pastilles fiables. Ainsi, les problèmes courants du préfluxage d’un substrat ne sont pas réduits, mais complètement éliminés grâce à ce flux !

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