כללי
המסמך מתבסס על בדיקת שיטות עבודה של חברות מובילות כגון Freescale ואינטל.
המסמך מפנה לנהלים, הזהרות ושיטת עבודה של חברת אינטל.
תאור הבעיה – קיימים מספר תנאים לעמידות רכיב בתנאי IPC :
* חל אסור על סדקים חיצוניים ברכיב.
* הרכיב חייב לעמוד בבדיקה חשמלית.
* חל אסור על תופעות דלמינציה ברכיבים בהם הסיליקון מחובר בשיטות Wire Bonding או Flip Chip.
* באם התגלתה תופעת דלמינציה הרכיב חייב לעמוד בבדיקה חשמלית לאחר 1000 מחזורי טמפרטורה .
חל אסור על סדקים פנימיים אך באם הם קיימים:
* אסור להם להתקרב לחוטי Wire Bonding או כדוריות Flip Chip.
* חל אסור על קרבת סדק ל- Die- סיליקון.
* הסדק חייב להיום קטן מ 2/3 המרחק בין המארז החיצוני לרכיב הפנימי.
* אם התגלה סדק הרכיב חייב לעמוד בבדיקה חשמלית לאחר 1000 מחזורי טמפרטורה .
מאחר ורכיבים אלקטרוניים מאוחסנים באריזות ובתנאי סביבה תנאי סביבה שונים, ולא בהכרח מבוקרים, קיימות מספר תופעות שמתקיימות עם הגידול באורך חיי הרכיב ,ומותנות בתנאי האחסון שלו .
תופעות הזדקנות –Intrmetalic
* נובע מדיפוזייה של בדיל לחומרים אחרים.
* מותנה בחומרים אחרים.
* מותנה בטמפרטורה לחות וזמן.
* התופעה מתרחשת ברכיבים אלקטרוניים בחיבור בין בדיל –SAC לנחושת( פד BGA)
* שכבה אינטרמטלית בעובי דק מדי גורמת לחוסר בהרטבה ולהיחלשות החיבור לדוגמא חיבור כדורית למצע רכיב BGA.
תופעות חימצון–Oxidation
* תופעת החימצון של בדיל מתרחשת באופן יחסי לשרש ריבועי של הזמן.
* הבדיל –SAC ,מקבל גוון אפור.
* זמן ההרטבה מתארך.
* אמינות ההלחמה יורדת.
* מחקרים מצביעים על כך שחמצון משמעותי מתרחש ברכיבים החשופים לאווירה לא מבוקרת בתוך 2-3 שנים.
* עובי החימצון מותנה בעקר ב- 3 גורמים:
* רמת רכוז החמצן.
* טמפרטורת סביבה.
* זמן אחסון.
תופעות הזדקנות פלסטיק –Plastic Degradation.
בהנחה שטמפרטורת האחסון נמוכה מטמפרטורת פגיעה בזכוכיתׁ(TG) שבפלסטיק אין פגיעה בפלסטיק עקב שנויי טמפרטורה או לחות.
תופעות מאמצים מכניים –Mechnical Stress
* תזוזות במגש שינוע יכולות לגרום לפגיעות מכנייות ברגלי /כדוריות הרכיב
* רכיב המאוחסן באזור של רעידות קבועות יכול להפגע עם הזמן. ( כולל סדקים ברכיב- סיליקון)
תופעות של רגישות ללחות – Moisture Sensitive
* רוב סוגי הפלסטיק ביצור רכיבים אלקטרוניים קולטים לחות מהסביבה ולכן טמפרטורות גבוהות המתפתחות בשלב הלחמה (Reflow ) גורמות לשנוי נפח מהיר ויוצרות מאמצים פנימיים.
* ראה גרף התנהגות רכיב כתלות בזמן .( נמצא במאמר המלא).
* ראה גרף קליטת לחות כתלות בזמן ( טמפרטורה/לחות). ( נמצא במאמר המלא)
סכונים עקב רגישות ללחות – Moisture Sensitive Risks
* דלמינציה
* דלמיניציה הגדרה – הפרדת חומרים בין מצע הרכיב לחומר העוטף אותו או בתוך מצע הרכיב.
* פרמטרים המשפיעים על דלמינציה.
* אווירה- לחות/טמפרטורה.
* סוג חומר היציקה- יכולת קליטת לחות, מקדם התפשטות תרמי.
* עובי היציקה.
* אדהזיה בין חומר היציקה לסיליקון ולמצע הרכיב.
* חומר ההדבקה בין הסיליקון למצע (Underfill במקרה של Flip Chip).
* תהליך ההרכבה והיציקה – חללי אוויר וכו.
* חומר ההדבקה בין הסיליקון למצע (Underfill במקרה של Flip Chip).
* תזוזה וניתוק של תהליך ההרכבה והיציקה – חללי אוויר וכו.
* מתיחה והצרה או קריעה של חוט המחבר את הסילקון למצע .
* קריסת כדוריות במקרה של חיבור סיליקון למצע ב- Flip Chip .
סדקים במארז:
* תהליך הלחמה בשיטת Refllow מתבצע בטמפרטורה גבוהה ( 220 מעלות –Non RoHS ו- 245 מעלות – RoHS) מאחר וקיים הבדל משמעותי במקדמי ההתפשטות של סיליקון וחומר הרכיב והמעגל המודפס נוצרים מאמצים גבוהים בחומרי הרכיב . מאמצים אלו מתגברים בנוכחות לחות ושנויי טמפרטורה קיצוניים.
