Análisis de fallas de PCB: Acolchado de cráteres

Acolchado de cráteres

Uno de los principales modos de falla que se encuentran en el ensamblaje de PCB es la formación de cráteres en las almohadillas. Este término se acuña para describir una fractura en la interfaz almohadilla/resina (fallo adhesivo) o dentro de la resina debajo de las almohadillas (fallo cohesivo) que se extiende a lo largo de toda la longitud de la almohadilla (véase la figura) y conduce a la separación completa de la almohadilla de la PCB. Este modo de fallo es especialmente relevante para los componentes de terminación BGA, CGA y de fondo ensamblados fabricados mediante procesos sin plomo y sin halógenos, y está relacionado con las tensiones mecánicas experimentadas en los sistemas PCB.

Aunque en el laboratorio, la formación de cráteres en las almohadillas se detecta comúnmente después de un choque y otras fallas en las pruebas de esfuerzo mecánico también pueden atribuirse a esfuerzos termomecánicos responsables de otros tipos de daños en los sistemas de PTV.

PCB Failure Analysis: Pad Cratering

Los primeros cantos de la formación de cráteres en la almohadilla aparecen como finas grietas que se observan típicamente después del proceso de fabricación. A medida que la interfaz pad/PCB se somete a esfuerzos mecánicos o térmicos, las grietas crecen hasta que la almohadilla se separa completamente de la resina PCB y se forma un “cráter” de la almohadilla. Los dispositivos afectados por la formación de cráteres en las almohadillas pueden no fallar funcionalmente en una etapa temprana, sin embargo, las grietas iniciales pueden propagarse a un rastro de cobre o a una almohadilla de conducción, lo que resulta en una apertura eléctrica permanente o intermitente. Por lo tanto, es obligatorio comprender cómo se produce

Los principales factores que contribuyen son el grosor de la placa de circuito impreso, el tamaño, el tipo de resina, el CET de la placa de circuito impreso y del componente, el tipo de soldadura, la posición de los componentes, el estado de montaje y la manipulación posterior al montaje. Hay algunas estrategias para mitigar la apariencia de la falla del Pad Cratering, tales como:

  • Láminas de epoxi en las esquinas del aparato
  • Aumentar el grosor de la tabla para eliminar la flexión
  • Aumentar el ancho de las almohadillas o trazas

Puesto que el inicio de la formación de cráteres en las almohadillas no da lugar a una firma eléctrica instantánea, la detección de la aparición de esta falla ha sido todo un reto. Por ejemplo, las unidades con cráteres de almohadilla no pueden fallar durante la prueba funcional y el Análisis de Microsección sigue siendo el medio más ampliamente aceptado para analizar la integridad de la almohadilla.

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