BGA Underfill Epoxy: raktas į patikimą elektronikos surinkimą

 

Sparti elektronikos pažanga išplėtė technologijų ribas, todėl įrenginiai tapo mažesni, greitesni ir galingesni. Dėl to „Ball Grid Array“ (BGA) paketai tapo esminiu elektronikos surinkimo komponentu, ypač didelio našumo įrenginiuose, pavyzdžiui, išmaniuosiuose telefonuose, planšetiniuose kompiuteriuose ir kitose kompaktiškose programėlėse. Tačiau BGA paketai susiduria su unikaliais iššūkiais dėl savo miniatiūrinės struktūros ir jautrumo mechaniniam įtempimui, šiluminiam ciklui ir vibracijai. Vienas iš svarbiausių šių iššūkių sprendimų yra naudojimas BGA užpildo epoksidinė derva. Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime BGA užpildymo epoksidinės dervos reikšmę elektronikos pramonėje, jos taikymo procesą ir vaidmenį didinant BGA komponentų patikimumą.

Kas yra BGA Underfill Epoxy?

BGA apatinio užpildymo epoksidinė medžiaga yra lipni medžiaga, naudojama elektronikoje, kad užpildytų tarpą tarp BGA pakuotės ir spausdintinės plokštės (PCB). Jis naudojamas po BGA komponentų litavimo ir atlieka lemiamą vaidmenį didinant mechaninį tvirtumą ir mazgo patikimumą. Epoksidas teka po BGA ir apgaubia litavimo rutulius, sudarydamas apsauginį barjerą, kuris pagerina komponento veikimą ir ilgaamžiškumą.

BGA užpildo epoksidinės dervos svarba elektronikos surinkime

BGA užpildymo epoksidinė derva yra būtina dėl šių priežasčių:

 

• Padidintas mechaninis stiprumas: Underfill epoksidinė medžiaga suteikia papildomą mechaninę BGA paketo atramą, sumažindama litavimo jungčių įtempimą ir apsaugodama nuo lūžių ar įtrūkimų.
• Apsauga nuo šiluminio dviračio: Kadangi elektroniniai prietaisai veikia esant įvairioms temperatūroms, užpildo epoksidinė derva padeda sugerti ir paskirstyti šiluminį įtampą, sumažindama litavimo jungties gedimo riziką.
• Atsparumas vibracijai ir smūgiams: Elektronika dažnai ištveria vibraciją ir mechaninius smūgius. Užpildymo epoksidinė derva suteikia papildomą apsaugos sluoksnį, todėl įrenginiai tampa tvirtesni ir atsparesni išorinėms jėgoms.
• Drėgmės patekimo prevencija: Epoksidinis užpildas veikia kaip drėgmės barjeras, neleidžiantis teršalams ir drėgmei prasiskverbti į litavimo jungtis, o tai gali sukelti koroziją arba trumpąjį jungimą.

Kritinės BGA užpildo epoksidinės dervos savybės

BGA užpildo epoksidinė derva turi turėti specifinių savybių, kad būtų veiksmingos. Šios savybės užtikrina optimalų našumą montuojant elektroniką ir ilgalaikį patikimumą.

Mažas klampumas

 

• Mažo klampumo epoksidinė medžiaga užtikrina, kad medžiaga gali lengvai tekėti po BGA paketu ir visiškai uždengti litavimo jungtis.
• Skysčio konsistencija leidžia epoksidinei medžiagai užpildyti visas spragas ir sukurti vienodą dangą.

Terminis stabilumas

 

• BGA užpildo epoksidinė derva turi atlaikyti aukštą darbo temperatūrą, kad būtų išvengta degradacijos.
• Didelis šiluminis stabilumas užtikrina, kad medžiaga išliks patvari ir praktiška net ir ekstremaliomis sąlygomis.

Sukibimas su PCB ir komponentais

 

• Stiprus sukibimas tarp epoksidinės dervos, BGA paketo ir PCB yra labai svarbus patikimai apsaugai.
• Epoksidinė medžiaga turi prilipti prie elektroninių komponentų elektroninių komponentų, pagamintų iš tokių medžiagų kaip metalas, keramika ir plastikas.

Kietėjimo laikas ir metodas

 

• Kietėjimas yra procesas, kurio metu epoksidinė medžiaga sukietėja ir kietėja. Priklausomai nuo surinkimo proceso, užpildo epoksidinė medžiaga turi turėti tinkamą kietėjimo laiką.
• Kai kurie epoksidiniai junginiai kietinami šiluma, o kiti gali būti kietinami kambario temperatūroje.

Šiluminio plėtimosi koeficientas (CTE)

 

• CTE matuoja, kiek medžiaga plečiasi arba susitraukia dėl temperatūros pokyčių. Norint sumažinti litavimo jungčių įtempimą terminio ciklo metu, pageidautina naudoti epoksidą su mažu CTE.

 

BGA užpildymo epoksidinės dervos tipai

Yra įvairių tipų užpildo epoksidinės dervos, kurių kiekviena yra pritaikyta konkrečioms reikmėms ir surinkimo procesams. Tinkamas epoksidinės dervos tipas parenkamas pagal BGA paketo tipą ir įrenginio veikimo sąlygas.

Kapiliarinio srauto perpildymas (CUF)

 

• CUF yra labiausiai paplitęs užpildymo epoksidinės dervos tipas, naudojamas BGA paketams.
• Jis naudojamas po lydmetalio pakartotinio srauto ir kapiliariniu būdu patenka į tarpus tarp BGA ir PCB.
• Epoksidas sukietėja šiluma, kietėja ir suteikia mechaninį sutvirtinimą.

Netekantis užpildymas

 

• Prieš litavimą ant BGA iš anksto uždedamas netekantis užpildymas.
• Litavimo proceso metu epoksidinė medžiaga išsilydo ir užpildo tarpus, užtikrindama litavimo jungčių apsaugą.
• Šio tipo užpildas dažniausiai naudojamas apverčiamoms pakuotėms ir sukrautiems štampų rinkiniams.

Netekantis užpildymas

 

• Šio tipo epoksidinė derva dedama tiesiai ant PCB prieš sumontuojant BGA paketą.
• Jis reikalauja trumpesnio kietėjimo laiko ir supaprastina surinkimo procesą, nes nereikia atlikti atskiro užpildymo etapo.

Perdirbamas apatinis užpildas

 

• Perdirbama apatinio užpildymo epoksidinė derva leidžia lengvai išimti BGA paketą, jei reikia, pavyzdžiui, taisant ar keičiant sugedusius komponentus.
• Karštis arba tirpikliai gali jį suminkštinti, todėl jį lengviau pašalinti nei tradicinius epoksidus.

BGA užpildymo epoksidinės dervos taikymo procesas

 

BGA užpildymo epoksidinės dervos taikymas yra tikslus ir svarbus elektronikos surinkimo žingsnis. Tinkamas naudojimas užtikrina, kad epoksidinė medžiaga apsaugo litavimo jungtis ir padidina įrenginio patikimumą.

Rengimas

 

• PCB ir BGA paketai turi būti kruopščiai išvalyti, kad būtų pašalinti teršalai, srauto likučiai arba dalelės, kurios gali trukdyti epoksidinės dervos sukibimui.
• Švarus paviršius užtikrina optimalų epoksidinės dervos ir komponentų sukibimą.

Epoksidinės dervos dozavimas

 

• Epoksidinė medžiaga dozuojama BGA pakuotės krašte, leidžianti jai tekėti po komponentu.
• Dozuojamas epoksidinės dervos kiekis turi būti atidžiai kontroliuojamas, kad būtų išvengta perpildymo, kuris gali sukelti trumpąjį jungimą arba trukdyti šalia esantiems komponentams.

Srautas ir kapiliarinis veikimas

 

• Epoksidas pasklinda po BGA paketu kapiliariniu veikimu, užpildydamas visas spragas ir aptraukdamas litavimo rutulius.
• Šiam veiksmui reikia tiksliai kontroliuoti temperatūrą ir slėgį, kad būtų užtikrintas visiškas padengimas.

kietėjimo

 

• Užtepus epoksidą, jis turi būti sukietintas, kad sukietėtų ir sukietėtų.
• Priklausomai nuo epoksidinės dervos tipo, kietėjimas gali vykti kambario temperatūroje arba kaitinant.

BGA apatinio užpildymo epoksidinės dervos naudojimo pranašumai

Naudojant BGA užpildymo epoksidą, yra keletas privalumų, kurie prisideda prie bendro elektroninių prietaisų patikimumo ir našumo.

 

• Padidėjęs patvarumas: Epoksidinė medžiaga sustiprina litavimo jungtis, todėl jos tampa atsparesnės mechaniniam poveikiui, temperatūros svyravimams ir vibracijai.
• Patobulintas šilumos valdymas: Underfill epoksidinė derva padeda tolygiai paskirstyti šilumą per BGA paketą, sumažindama karštus taškus ir pagerindama įrenginio šiluminį našumą.
• Pailgintas įrenginio eksploatavimo laikas: Epoksidinis užpildas pailgina elektroninių komponentų eksploatavimo laiką, apsaugodamas litavimo jungtis nuo aplinkos veiksnių, tokių kaip drėgmė ir teršalai.
• Ekonomiškai efektyvūs sprendimai: Užkertant kelią litavimo jungties gedimui, sumažėja remonto ar keitimo poreikis, o tai galiausiai sumažina bendras nuosavybės išlaidas.

Iššūkiai ir svarstymai naudojant BGA užpildymo epoksidą

Nors BGA užpildo epoksidinė derva suteikia daug privalumų, būtina atsižvelgti į iššūkius ir apribojimus, susijusius su jos naudojimu.

 

• Tinkamas dozavimas: Dengiant nepilno užpildo epoksidinę dervą reikia tikslumo ir kontrolės, kad būtų išvengta per didelio arba per mažo dozavimo, nes tai gali sukelti defektų ar veikimo problemų.
• Kietėjimo procesas: Kietėjimo procesas turi būti kruopščiai valdomas, siekiant užtikrinti, kad epoksidinė medžiaga pasiektų visą savo stiprumą, nesukeldama ir nepažeisdama komponentų.
• Suderinamumas su kitomis medžiagomis: Epoksidinė medžiaga turi būti suderinama su PCB ir BGA pakuotės medžiagomis, kad būtų užtikrintas tinkamas sukibimas ir veikimas.
• Perdirbimo iššūkiai: Gali būti sunku pašalinti tradicinę užpildo epoksidą remontui ar perdirbimui. Perdirbamos epoksidinės dervos yra sprendimas, tačiau gali būti tinkamos tik kai kurioms reikmėms.

Ateities BGA Underfill epoksidinės technologijos tendencijos

Tobulėjant elektronikai, auga pažangių BGA užpildo epoksidinių medžiagų paklausa. Šios srities naujovėmis siekiama spręsti kylančius iššūkius ir pagerinti bendrą elektroninių prietaisų veikimą.

Nanotechnologijomis patobulintos epoksidinės dervos

 

• Nanodalelių įtraukimas į užpildo epoksidą gali pagerinti šilumos laidumą, mechaninį stiprumą ir elektros izoliacijos savybes.
• Nanotechnologijos suteikia galimybę efektyviau valdyti šilumą ir sustiprinti litavimo jungčių apsaugą.

Aplinkai nekenksmingos formulės

 

• Vis daugiau dėmesio skiriama aplinkai nekenksmingų užpildo epoksidinių junginių kūrimui, kurie sumažina poveikį aplinkai ir išlaiko efektyvumą.
• Bešvinės ir halogeninės epoksidinės dervos tampa vis labiau paplitusios atsižvelgiant į aplinkosaugos reikalavimus.

Didelės spartos kietėjimo technologijos

 

• Siekiant sutrumpinti kietėjimo laiką ir pagerinti gamybos efektyvumą, tiriamos kietėjimo technologijų, tokių kaip UV ir mikrobangų krosnelės, naujovės.

Išvada

BGA užpildo epoksidinė derva yra esminis šiuolaikinės elektronikos surinkimo komponentas, užtikrinantis kritinę BGA paketų apsaugą ir užtikrinantis įrenginių patikimumą įvairiose pramonės šakose. Dėl savo gebėjimo padidinti mechaninį stiprumą, apsaugoti nuo šiluminio ciklo ir atsispirti vibracijai, jis yra vertingas įrankis gamintojams. Kadangi mažesnių ir galingesnių įrenginių paklausa ir toliau auga, epoksidinės dervos technologijos pažanga vaidins pagrindinį vaidmenį formuojant elektronikos ateitį. Suprasdami BGA užpildo epoksidinės dervos savybes, tipus ir taikymo procesą, gamintojai gali pasirinkti geriausias medžiagas, atitinkančias jų surinkimo poreikius, o tai galiausiai pagerins elektroninių gaminių veikimą ir ilgaamžiškumą.

Norėdami sužinoti daugiau apie geriausios BGA užpildo epoksidinės dervos pasirinkimą: patikimo elektronikos surinkimo raktas, galite apsilankyti DeepMaterial adresu https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ daugiau info.