B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A

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1 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A
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 Vend 26/10/ 2007

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COLLABORATION: - CEDMS - CENTRALP AUTOMATISMES - EIA - ELPACK - LST - SCAELEC - ST MICROELECTRONICS Vend 26/10/ 2007 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

3 I- « EXPOSED PAD »: PRESENTATION
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 3- Difficulté des retouches et réparation => présentation G. CHAPUIS ‘(G2S) III- LES RISQUES DE DELAMINATION (à traiter ultérieurement) Vend 26/10/ 2007 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

4 1) Boîtiers avec pattes en L ou S
Boîtiers : 2 familles 1) Boîtiers avec pattes en L ou S 0 à 150 microns 2) QFN, MLF, etc : - Boîtiers « plan » Le QFN n ’a pas de patte, mais des aires de soudure. Vend 26/10/ 2007 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

5 1- Qualité du transfert thermique
II) PROBLEMATIQUES RENCONTRÉES 1- Qualité du transfert thermique Vend 26/10/ 2007 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

6 1- Qualité du transfert thermique
PROBLEMATIQUES RENCONTRÉES 1- Qualité du transfert thermique Le circuit imprimé doit être conçu pour permettre de dissiper la puissance définie dans la spécification du composant. - CAO Surface de cuivre (voir IPC….. Pour le calcul ) Nombre de via d’ interconnexion + diamètre Layer board thermal resistance comparison - Brasage Pourcentage de la surface soudée Pas de norme Conseillé  75% de la surface de l ’exposed pad (contrôlé par rayons-x) DocX boitiers pattes pliées DocX boitiers QFN Avoir le maximum de VIA chargés en alliage étain. Vend 26/10/ 2007 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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II-1-1 Proposition de consignes pour obtenir une surface d ’exposed pad brasée, supérieure où égale à 75% LIGNES DIRECTRICES: 1- Surface de cuivre doit être supérieure à la surface de dépose de crème: 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 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) B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt B. Vend 26/10/ 2007

8 -définit dans le masques de brasage
2) 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 Vend 26/10/ 2007 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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2.2) Création de via, de 0.3mm de diamètre distant de 1.27 mm dans le circuit imprimé Efficacité Max sous l’exposed pad 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 Vend 26/10/ 2007 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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3) 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) Vend 26/10/ 2007 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

11 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 «l’exposed 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 Vend 26/10/ 2007 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

12 2-Boîtier avec pattes en L ou S : - Finition majoritaire : SN
Avec vias et chemins de dégazage: Existence de Voids 0 à 150 micro -mètre Il est nécessaire d ’avoir au minimum un dépôt de 150m. Ces composants nécessitent plus de matière que les QFN NB: L ’épaisseur de l’étamage 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 qu’elle pouvait être faible, et qu’elle n ’était pas homogène sur toute la surface. (présence de flash , résidus de résine? Migration de matière ? Ou effet du nettoyage ?) Vend 26/10/ 2007 B.MARENDAZ, F.MASSIT MAATEL; B.AZOUNI stagiaire CEDMS; PC2A L:\commun\CAO\DocMAATEL\Process\exposed pad\powerpointexposed _pad2007_10_26.ppt

13 II) PROBLEMATIQUES RENCONTRÉES
2- Conseils pour services CAO 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 > La bibliothèque définit: Pour chaque boîtier : - dimensions d’exposed 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 Vend 26/10/ 2007 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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ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout Schéma : Vend 26/10/ 2007 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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ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout Composant : Vend 26/10/ 2007 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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ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout TSSOP : Vend 26/10/ 2007 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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ANNEXE: schéma/composant/boîtier/layout Layout : Vend 26/10/ 2007 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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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 Vend 26/10/ 2007