A gőzfázisú forrasztás elektrokémiai migrációra gyakorolt hatása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Illés Balázs György
Elektronikai Technológia Tanszék

Napjaink elektronikai eszközei a miniatürizáltsággal és nagy alkatrészsűrűséggel jellemezhetők. A közeli alkatrészlábak, az üzemi feszültség és a nedvesség együttes jelenléte elektrokémiai folyamatok beindítását okozhatják a nyomtatott áramkörön. A jelenséget elektrokémiai migrációnak nevezzük (ECM), ami áramszivárgást és rövidzárat okozhat a vezetők között, a szigetelési ellenállás lecsökkenése következtében. Végeredményben pedig az eszköz meghibásodását okozhatja. Az ECM kialakulásában számos tényező szerepet játszhat, melyek hatásai többé-kevésbé ismertek.

Dolgozatomban a gőzfázisú forrasztás (VPS) elektrokémiai migrációra gyakorolt hatását vizsgáltam összehasonlítva az infrasugaras forrasztással. Ehhez az FR4 hordozókon (üvegszál erősítésű epoxigyanta) három eltérő felületi bevonatú (immerziós ezüst, tiszta réz, immerziós ón) tesztrajzolat került kialakításra forrasztásgátló maszkkal és anélkül. A hőkezelések után, az ECM viselkedésének mérése ioncserélt víz jelenlétében vízcsepp teszt segítségével történt, mely során a meghibásodásig eltelt időtartamot mértem. A gőzfázisú forrasztás hatását és a dendritek szerkezetét különböző mikroszkópos vizsgálatokkal, az adatok közötti kapcsolatot pedig statisztikai számításokkal is alátámasztottam normális eloszlást feltételezve.

Végeredményben elmondható, hogy a vizsgált bevonatok a fémek klasszikus migrációs sorrendjét követték minden esetben, függetlenül a választott forrasztásgátló maszk és/vagy forrasztási technológia típusától. A gőzfázisú forrasztás 0,1-0,5 V nagyságú ingadozást okozott a feszültség-idő karakterisztikákban, ami elsősorban tiszta réz bevonaton volt megfigyelhető. Az ingadozás nincs hatással a dendritek növekedésének sebességére. Sem a dendritek szerkezetében, sem az anyagösszetételben nem volt kimutatható olyan jellegzetes eltérés, ami a VPS technológiából lenne származtatható. A forrasztási technológia hatásának iránya nem volt egyértelmű a vizsgált bevonatokon, mivel több ellentmondás is megfigyelhető volt az MTTF értékek összehasonlítása során. A feltárt ellentmondások ellenére kijelenthető, hogy az ECM folyamatát nem befolyásolta negatívan, összhatása semlegesként jellemezhető. Az elektronikai eszközök minőségbiztosítási- és megbízhatósági szempontjából a forrasztási technológia és az alkalmazott hőközlő folyadék hatásai nem bizonyulnak veszélyesnek.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.