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Vend 26/10/ 20071 Groupe de travail : MIXITE ET ASSEMBLAGE EXPOSED PAD B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed.

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1 Vend 26/10/ Groupe de travail : MIXITE ET ASSEMBLAGE EXPOSED PAD B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

2 Vend 26/10/ COLLABORATION: - CEDMS - CENTRALP AUTOMATISMES - EIA - ELPACK - LST - SCAELEC - ST MICROELECTRONICS B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

3 Vend 26/10/ PLAN I- « EXPOSED PAD »: PRESENTATION évolution des différents types de boîtiers => Traité par A.CLEMENT ST II- PROBLEMATIQUES RENCONTREES 1- Qualité du transfert thermique: 1- proposition de consignes 2- difficultés rencontrées 2- Conseils pour services CAO B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt 3- Difficulté des retouches et réparation => présentation G. CHAPUIS (G2S) III- LES RISQUES DE DELAMINATION (à traiter ultérieurement)

4 Vend 26/10/ Boîtiers : 2 familles 2) QFN, MLF, etc : - Boîtiers « plan » Le QFN n a pas de patte, mais des aires de soudure. B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt 1) Boîtiers avec pattes en L ou S 0 à 150 microns

5 Vend 26/10/ II) PROBLEMATIQUES RENCONTRÉES 1- Qualité du transfert thermique B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

6 Vend 26/10/ PROBLEMATIQUES RENCONTRÉES PROBLEMATIQUES RENCONTRÉES thermique 1- Qualité du transfert thermique - CAO Le circuit imprimé doit être conçu pour permettre de dissiper la puissance définie dans la spécification du composant. Surface de cuivre (voir IPC….. Pour le calcul ) Nombre de via d interconnexion + diamètre - Brasage Pas de norme Conseillé 75% de la surface de l exposed pad (contrôlé par rayons-x) Pourcentage de la surface soudée Avoir le maximum de VIA chargés en alliage étain. B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt Layer board thermal resistance comparison DocX boitiers pattes pliées DocX boitiers QFN

7 Vend 26/10/ II-1-1 Proposition de consignes pour obtenir une surface d exposed pad brasée, supérieure où égale à 75% LIGNES DIRECTRICES: a) La surface de cuivre sous la semelle correspond à la dimension Max de la semelle b) La surface de crème déposée doit être < à la surface min de la semelle 1- Surface de cuivre doit être supérieure à la surface de dépose de crème: B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt B. c) La Quantité de crème déposée, diffère suivant la famille du boîtier: - QFN Réduction de ~20% - Boîtier à pattes Besoin de matière pour compenser le « stand off » ( nécessite parfois masque de brasage avec sur épaisseur)

8 Vend 26/10/ ) Le Flux contenu dans la crème ne doit pas se faire piéger dans la soudure après la refusion. Prévoir des échappatoires au gaz du Flux, lors de la refusion (indispensable avec crème « Lead Free » et QFN) 2.1) Chemin de dégazage: -définit dans le masques de brasage NB: Partager toute ouverture de masque supérieure où égale à 25 mm² B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

9 Vend 26/10/ ) Création de via, de 0.3mm de diamètre distant de 1.27 mm dans le circuit imprimé Pour les grandes surfaces: mettre les via de préférence dans les chemins de dégazage Pour les petits « exposed pad », les placer dans la zone contenant de la crème B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt Efficacité Max sous lexposed pad

10 Vend 26/10/ ) Profil de température adapté 3-1) Contrôle de la température sous « l exposed pad » lors de la mise au point de la refusion (thermocouple traversant le circuit imprimé) 3-2) Refroidissement contrôlé en sortie de refusion: Pour limiter le stress du composant pente < 3°C/s (ne pas bloquer la sortie des gaz dus au flux) B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

11 Vend 26/10/ DIFFICULTÉS RENCONTRÉES 1) QFN: - Finition majoritaire : Nickel Palladium Or Avec vias et chemins de dégazage: Très bons résultats de brasage de la semelle Pas de ménisque possible: contrôle AOI impossible NB:Nous avons réalisé des mesures pour analyser les écarts de température entre «lexposed pad » et les aires de soudures lors de la refusion et le refroidissement: => Aucun écart significatif compte tenu de la petite dimension et de la faible épaisseur B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

12 Vend 26/10/ Boîtier avec pattes en L ou S : - Finition majoritaire : SN 0 à 150 micro -mètre Il est nécessaire d avoir au minimum un dépôt de 150m. Ces composants nécessitent plus de matière que les QFN NB: L épaisseur de létamage sur l exposed pad est < à celle déposée sur les pattes. Nb: Des essais de mouillabilité ont été effectués sur l exposed pad. Nous avons constaté sur certains composants quelle pouvait être faible, et quelle n était pas homogène sur toute la surface. (présence de flash, résidus de résine? Migration de matière ? Ou effet du nettoyage ?) B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt Existence de Voids Avec vias et chemins de dégazage:

13 Vend 26/10/ > La bibliothèque définit: Pour chaque boîtier : - dimensions dexposed pad - masque de brasage > Il est nécessaire de décrire dans un commentaire du composant (en fonction de la puissance à dissiper) le nombre de via et la répartition sur le circuit imprimé. LE LIEN ENTRE LE BOITIER ET LA RÉFÉRENCE DU COMPOSANT EST OBLIGATOIRE POUR ÉVITER LES OUBLIS OU INTERPRÉTATIONS PAR L IMPLANTEUR B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt En CAO => 3 niveaux de consignes : - Boîtier - Composant - Schéma électrique Layout Définie par le concepteur du produit, la puissance Max à dissiper doit être un « commentaire » du schéma II) PROBLEMATIQUES RENCONTRÉES CAO 2- Conseils pour services CAO

14 Vend 26/10/ ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout Schéma : B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

15 Vend 26/10/ ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout Composant : B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

16 Vend 26/10/ ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout TSSOP : B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

17 Vend 26/10/ ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout Layout : B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

18 Vend 26/10/ Remerciements aux entreprises qui ont (et certainement continuerons) à participer. Documents à voir: - -DEK procédure : le standard DEK B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt


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