Efek Kinerja Buruk Solder Mask-Plugged Vias pada Via Tembaga PCB dan Solusi

Tampaknya tidak ada korelasi langsung yang terjadi antara vias PCB (papan sirkuit tercetak) yang dicolokkan dengan topeng solder dan melalui tembaga. Namun, penyumbatan topeng solder yang dilakukan dengan buruk mungkin mengarah pada hasil yang merusak pada PCB. Sebagai jenis teknologi khusus untuk pencetakan stensil, teknologi penyambungan topeng solder untuk fabrikasi PCB berkembang dengan penerapan dan kemajuan konstan SMT (teknologi pemasangan permukaan). Via plugging memiliki karakteristik sebagai berikut:
• Di antara semua vias pada papan PCB, sebagian besar dari mereka tidak perlu diekspos kecuali vias plugging komponen, vias disipasi termal dan vias uji. Penyumbatan topeng solder menghentikan fluks atau pasta solder agar tidak terpapar di sisi komponen melalui vias pada tahap perakitan komponen selanjutnya karena mungkin akan menyebabkan korsleting. Selain itu, pasta solder dapat disimpan melalui penerapan teknologi plugging solder mask.
• Solder mask plugging vias kompatibel dengan persyaratan yang disebut oleh SMT, menghentikan perekat yang menempel pada permukaan komponen seperti IC (integrated circuits) agar tidak mengalir melalui vias.
• Teknologi penyambungan masker solder mencegah masuknya fluks, bahan kimia, atau kelembapan ke ruang sempit antara komponen BGA dan papan sirkuit, sehingga mengurangi risiko keandalan karena kesulitan pembersihan.
• Terkadang, untuk memenuhi tuntutan jalur perakitan otomatis, vakum harus dimanfaatkan untuk menyerap PCB untuk transportasi atau inspeksi. Oleh karena itu, vias harus dicolokkan dengan masker solder untuk menghentikan kebocoran vakum yang mungkin menyebabkan lepasnya ikatan.

Penyebab Penyambungan Solder Mask Berkinerja Buruk

Salah satu penyebab penyambungan masker solder yang berkinerja buruk terletak pada penyambungan masker solder yang tidak lengkap atau tidak mencukupi.

Penyumbatan masker solder yang tidak lengkap atau tidak mencukupi mengacu pada satu situasi ketika tidak ada minyak masker solder di bagian atas vias sementara hanya ada sedikit minyak masker solder yang tersisa di bagian bawah.

Contoh lain untuk penyambungan topeng solder yang tidak lengkap atau tidak mencukupi menunjukkan bahwa ada topeng solder di sisi kiri via sementara yang disebut lubang udara mengembang ke bawah di sepanjang dinding lubang dari lubang via di sebelah kanan via. Kemudian meluas ke sisi kiri dinding via ketika mendekati bagian tengah via dengan penampang yang dihasilkan. Tembaga via hampir putus di persimpangan antara penampang dan tembaga via dinding.

Penyebab Pecah atau Ketipisan Melalui Tembaga

Setelah penyumbatan topeng solder yang tidak lengkap atau tidak mencukupi terjadi, larutan etsa mikro atau larutan asam mungkin mengalir ke dalam proses fabrikasi PCB selanjutnya. Vias biasanya kecil dengan diameter kurang dari 0.35mm. Dengan penyumbatan topeng solder terjadi, tidak ada atau sedikit minyak topeng solder yang tersisa untuk dipasang di lubang via sementara ada topeng solder di tengah atau di bawah via sehingga tidak ada jalan keluar untuk solusi di dalam vias. Solusi hanya dapat disembunyikan di persimpangan topeng solder dan melalui dinding, tidak dapat dihilangkan, yang pada akhirnya akan menyebabkan kerusakan atau ketipisan tembaga.

Kerusakan Akibat Pecahnya Tembaga atau Ketipisan karena Penyambungan Masker Solder yang Berkinerja Buruk

sebuah. Ketika tembaga menjadi sangat tipis di sisi internal via, resistansi akan tiba pada level miliohm. Gagal diuji dengan metode pengukuran dua kawat yang diterapkan sehingga produk yang cacat gagal untuk diekspos.

Jika tes listrik gagal dilakukan melalui masalah ketipisan tembaga yang terbuka, tembaga tipis akan pecah karena operasi suhu tinggi dan ekspansi sumbu Z pada fase PCBA (rakitan papan sirkuit tercetak) yang mengandung penyolderan. Akibatnya, produk elektronik akan mengalami implementasi fungsi yang tidak memadai atau mungkin menjadi tidak stabil fungsinya ketika pelanggan menggunakannya dalam jangka panjang. Dalam hal penipisan melalui tembaga tanpa benar-benar rusak, hal itu tidak dapat ditemukan melalui penerapan metode inspeksi biasa termasuk AOI, AXI dan inspeksi visual. Setelah diketahui, semua produk milik batch produksi yang sama akan diminta untuk dikikis, menyebabkan kerugian besar.

b. Sejauh menyangkut kerusakan tembaga atau kerusakan melingkar, produsen PCB dapat menemukannya melalui pengujian listrik. Namun demikian, ada masalah bahwa pengetsaan tembaga melalui larutan pengetsaan mikro adalah proses yang begitu lama sehingga tidak akan dihasilkan sampai tiba di tahap pelanggan. Artinya melalui pemecahan tembaga hanya dapat ditemukan oleh pelanggan yang hanya merasakan keadaan kerja produk elektronik yang tidak stabil. Misalnya, ketika pelanggan menemukan produk elektronik mengalami layar hitam atau macet, hal itu mungkin disebabkan oleh kerusakan tembaga.

Solusi

sebuah. Dari Perspektif Desain Teknik

Setelah departemen teknik pabrik fabrikasi PCB menerima file desain PCB dari pelanggan, bukaan plugging via dan persyaratannya harus difokuskan. Secara umum, aperture plugging via harus di bawah 0,35mm dan tidak boleh terlalu besar karena aperture yang terlalu besar cenderung membuat plugging tidak lengkap atau tidak mencukupi dengan lebih mudah. Meskipun pelanggan mengajukan persyaratan plugging via, mereka biasanya tidak menetapkan peraturan khusus tentang kelengkapan plugging vias. Sesuai dengan peraturan IPC, plugging via fullness juga belum didefinisikan secara spesifik. Berdasarkan persyaratan yang ditetapkan oleh berbagai produsen PCB dan pengalaman teknik saya selama bertahun-tahun, saya percaya bahwa yang terbaik adalah mencolokkan vias untuk menampilkan kepenuhan lebih dari 75%.

b. Dari Perspektif Peningkatan Teknologi Penyambungan Solder Mask

Hingga saat ini, industri PCB menguasai jenis penyambungan topeng solder berikut melalui teknologi:
Teknologi#1 Melalui penyambungan → Pencetakan topeng solder (lembaran aluminium berpartisipasi melalui penyambungan dan pelat buang digunakan)
Teknologi#2 Melalui plugging terjadi dengan pencetakan minyak masker solder pada waktu yang sama.
Teknologi#3 Penyumbatan resin → Pencetakan masker solder
Teknologi#4 Permukaan akhir → Melalui plugging

Sejauh menyangkut kepenuhan plugging, yang pertama dan ketiga melalui teknologi plugging disarankan untuk diterapkan karena kedua metode berkontribusi pada kepenuhan yang tinggi. Namun, mereka mengalami proses manufaktur yang rumit dengan lembaran aluminium dan pelat knalpot yang diperlukan. Selain itu, dua atau lebih printer diperlukan untuk pencetakan sinkron dan pemanggangan papan membutuhkan lebih banyak waktu.

Teknologi #2 menampilkan efisiensi manufaktur yang tinggi tetapi cukup sulit untuk dikendalikan melalui kepenuhan. Jenis teknologi ini tidak disarankan karena kepenuhan rendah akan membangkitkan tipis melalui tembaga atau melalui pemecahan tembaga sesuai dengan pembahasan di bagian sebelumnya dari artikel ini.

Teknologi#4 biasanya tidak diterapkan sehingga tidak akan dibahas di bagian akhir artikel ini.

c. Melalui Masalah Pembukaan yang Terkena dalam Pengujian Listrik

Melalui inspeksi pembukaan menunjukkan apakah tidak lengkap atau tidak cukup melalui plugging terjadi dengan tipis melalui tembaga atau kerusakan tembaga yang dihasilkan.

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, pengujian listrik jarang mampu menjadi tipis melalui tembaga tetapi mampu mengeksplorasi masalah kerusakan tembaga melingkar. Jika vias terbuka dieksplorasi selama uji listrik, itu dapat diterapkan untuk memverifikasi apakah itu hasil dari pelapisan tembaga tanpa listrik, pelapisan atau topeng solder yang berkinerja buruk melalui plugging. Dengan menyelidiki penyebab masalah, tindakan yang sesuai dapat dicantumkan setelahnya.

d. Dari Perspektif Solder Mask atau Kualitas Resin

Uji teknologi harus dilakukan pada yang baru melalui plugging solder mask oil dan via plugging resin agar kualitasnya dapat terjamin. Kemudian, mereka harus digunakan untuk berpartisipasi dalam uji batch kecil untuk lebih memverifikasi kinerja dan kualitasnya. Seperti yang digambarkan di bagian sebelumnya dari artikel ini, kualitas rendah dari masker solder melalui plugging atau melalui plugging resin akan menyebabkan beberapa masalah, misalnya lubang udara. Saat larutan mikro etsa memasuki lubang udara, melalui tembaga akan perlahan tergores dengan tipis melalui tembaga atau melalui kerusakan tembaga. Kualitasnya tidak pernah bisa dikompromikan dengan biaya rendahnya.

Aplikasi topeng solder memainkan peran kunci dalam fabrikasi PCB dan kepenuhan melalui plugging sangat penting karena berkaitan dengan penampilan produk dan berkorelasi dengan masalah kualitas melalui tembaga karena tidak lengkap atau tidak cukup melalui plugging. Akibatnya, perhatian luar biasa harus diberikan pada administrasi praktis. Secara khusus, prosedur yang diatur harus sesuai dengan; administrasi manufaktur harus disempurnakan; standar inspeksi harus diklarifikasi sehingga kepenuhan melalui plugging akan sepenuhnya dijamin.

Sumber Daya Bermanfaat
• Solder Mask dan Tip Desainnya
• Persyaratan Desain PCB SMT:Pengaturan Koneksi Pad-Trace, Thru-Holes, Test Point, Solder Mask dan Silkscreen
• Pengaruh pada Soldermask Keseragaman Ketebalan dengan Silkscreen Printing Nail-Bed Design
• Tindakan Efektif untuk Meningkatkan Solder Mask yang Dicolokkan Melalui Teknologi Manufaktur