पैड क्रेटरिंग

पैड क्रेटरिंग तांबे की पन्नी और एक मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) के शीसे रेशा की सबसे बाहरी परत के बीच राल में यांत्रिक रूप से प्रेरित भंग है। यह राल के भीतर या राल से शीसे रेशा इंटरफ़ेस में हो सकता है।

पैड घटक से जुड़ा रहता है (आमतौर पर एक बॉल ग्रिड ऐरे, बीजीए) और मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह पर एक गड्ढा छोड़ देता है।

सिंहावलोकन

पैड क्रेटरिंग अक्सर इन-सर्किट परीक्षण (आईसीटी), depaneling , या कनेक्टर सम्मिलन के कारण शॉक (यांत्रिकी) या बोर्ड फ्लेचर जैसे गतिशील यांत्रिक घटनाओं के दौरान होता है।^[1] हालांकि, पैड क्रेटरिंग को थर्मल शॉक या यहां तक कि तापमान साइकिल चलाना के दौरान भी जाना जाता है। पैड क्रेटरिंग की संवेदनशीलता कई कारकों से प्रभावित हो सकती है जैसे: पीसीबी मोटाई, पीसीबी टुकड़े टुकड़े सामग्री गुण, घटक आकार और कठोरता, घटक स्थान, और मिलाप मिश्र धातु चयन अन्य कारकों के बीच।^[2]^[3]^[4]

परीक्षण

IPC-9708 एक घटक और PCBA के पैड क्रेटरिंग को चिह्नित करने के लिए तीन परीक्षण विधियाँ प्रदान करता है: पिन पुल, बॉल पुल और बॉल शीयर परीक्षण।^[5] पिन पुल टेस्ट में एक पिन को पैड से सोल्डर किया जाता है और फ्रैक्चर होने तक खींचा जाता है। यह सभी पैड ज्यामिति के लिए एक उपयोगी परीक्षण है और बोर्ड डिजाइन और सामग्री के प्रति संवेदनशील है। बॉल पुल टेस्ट विशेष रूप से बीजीए घटकों के लिए डिज़ाइन किया गया है और सोल्डर मिश्र धातु और संयुक्त गठन के लिए एक बड़ी संवेदनशीलता है। बॉल शीयर परीक्षण बीजीए घटकों के लिए भी निर्दिष्ट है और इसमें बीजीए की सोल्डर गेंदों को काटना शामिल है। यह परीक्षण आमतौर पर सबसे सुविधाजनक होता है लेकिन बॉल पुल टेस्ट की तुलना में डिजाइन और सामग्री के प्रति कम संवेदनशील होता है।^[6] हालांकि IPC-9708 प्रत्येक परीक्षण प्रकार के लिए प्रक्रियाओं को निर्दिष्ट करता है, चुनौती यह है कि कोई मानक पास/असफल मानदंड परिभाषित नहीं किया गया है। इसे एप्लिकेशन-विशिष्ट के रूप में देखा जाता है और इसे उपयोगकर्ता द्वारा उनके डिजाइन, पर्यावरण और विश्वसनीयता आवश्यकताओं के आधार पर परिभाषित किया जाना चाहिए।

एक अन्य लागू परीक्षण पद्धति IPC/JEDEC-9702 है, जो एक मोनोटोनिक बेंड परीक्षण विधि है जिसका उपयोग बोर्ड स्तर के इंटरकनेक्ट को चिह्नित करने के लिए किया जाता है।^[7] यह बोर्ड फ्लेक्सर से उत्पन्न पैड क्रेटरिंग के लिए प्रासंगिक हो सकता है, हालांकि यह परीक्षण विधि व्यापक है और विशेष रूप से पैड क्रेटरिंग विफलता मोड पर ध्यान केंद्रित नहीं करती है।

उत्पाद की विश्वसनीयता का आकलन करने के लिए बोर्ड स्तर की विश्वसनीयता परीक्षण एक सामान्य दृष्टिकोण है। तापमान साइकिल चलाना, यांत्रिक गिरावट/झटका, और कंपन परीक्षण करना पैड क्रेटरिंग का मूल्यांकन करने का एक अच्छा तरीका है। हालाँकि, IPC/JEDEC-9702 के समान, यह लागत और समय गहन हो सकता है और विशेष रूप से पैड क्रेटरिंग विफलता मोड पर ध्यान केंद्रित नहीं करता है।^[8]

जांच और विफलता विश्लेषण

कार्यात्मक परीक्षण के दौरान पैड क्रेटरिंग का पता लगाना मुश्किल हो सकता है। यह विशेष रूप से छोटे या आंशिक दरार के मामले में होता है जो परीक्षण से बच सकता है और अव्यक्त क्षेत्र विफलताओं का कारण बन सकता है।^[9] यहां तक कि अगर एक घटक विफलता की पहचान की जाती है, तो पैड क्रेटरिंग के रूप में विफलता मोड का निदान करना मुश्किल हो सकता है। पारंपरिक गैर-विनाशकारी परीक्षण और विफलता विश्लेषण तकनीक जैसे दृश्य निरीक्षण और एक्स-रे माइक्रोस्कोप | एक्स-रे माइक्रोस्कोपी समस्या का पता नहीं लगा सकते हैं। विद्युत लक्षण वर्णन एक गैर-विनाशकारी तकनीक का एक उदाहरण है जो उपयोगी हो सकता है, हालांकि यह केवल आंशिक दरार होने पर विसंगति का पता नहीं लगा सकता है।

आमतौर पर, पैड क्रेटरिंग का पता विनाशकारी परीक्षण और विफलता विश्लेषण जैसे डाई और प्राइ, ध्वनिक उत्सर्जन के माध्यम से लगाया जाता है या इसकी पुष्टि की जाती है।^[10] क्रॉस सेक्शनिंग, और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप।

शमन

कई शमन तकनीकें हैं जिनका उपयोग पैड के क्रेटरिंग के जोखिम को कम करने के लिए किया जा सकता है। उपयुक्त विधि(ओं) को अक्सर डिज़ाइन और संसाधन बाधाओं द्वारा संचालित किया जाता है।

बोर्ड फ्लेक्चर को सीमित करना: यदि क्रेटरिंग मैकेनिकल ओवरस्ट्रेस के कारण होता है तो बोर्ड फ्लेक्चर को सीमित करना आमतौर पर सबसे अच्छी शमन तकनीक है।^[1]^[9]^[4] सिमुलेशन: मॉडलिंग और सिमुलेशन पैड क्रेटरिंग विफलताओं से सक्रिय रूप से बचने में मदद कर सकते हैं।^[1]^[6]प्रासंगिक उदाहरणों में आईसीटी विफलताएं या बड़े सदमे की घटनाओं (यानी पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स) की क्षमता वाले उत्पाद शामिल हैं। ओवरस्ट्रेस और पैड क्रेटरिंग के जोखिम को निर्धारित करने के लिए विफलता का भौतिकी एप्रोच का उपयोग करके परिमित तत्व विश्लेषण किया जा सकता है। यह सक्रिय दृष्टिकोण जल्दी से कई डिज़ाइनों का तेजी से मूल्यांकन कर सकता है, संभावित रूप से बाद में महंगे डिज़ाइन परिवर्तनों या वारंटी लागतों से बच सकता है।

अंडरफिल, एज बॉन्डिंग और कॉर्नर स्टेकिंग: यांत्रिक समर्थन प्रदान करने और फ्लेक्सिंग के दौरान बोर्ड और सोल्डर तनाव को कम करने के लिए एपॉक्सी और अंडरफिल सामग्री को जोड़ा जा सकता है। यह उन मामलों में अधिक आम है जहां घटक चयन और पीसीबीए डिजाइन तय हो गए हैं। प्रत्येक तकनीक के बीच अंतर हैं जो पर्यावरण और अनुप्रयोग की उचित समझ को महत्वपूर्ण बनाता है।^[4]

सोल्डर मिश्र धातु: सोल्डर मिश्र धातु का चयन पैड के खानपान की संवेदनशीलता को प्रभावित कर सकता है। आमतौर पर, पैड क्रेटरिंग को न्यूनतम रेंगना (विरूपण) के साथ एक उच्च तनाव दर घटना माना जाता है, हालांकि सोल्डर में अभी भी प्लास्टिसिटी (भौतिकी) की संभावना है। अधिक आज्ञाकारी सोल्डर या कम उपज (इंजीनियरिंग) अंक वाले लोग अतिरिक्त लोड शेयरिंग प्रदान करके पैड क्रेटरिंग क्षमता को कम कर देंगे।

बोर्ड की मोटाई और लैमिनेट सामग्री: बोर्ड की मोटाई और लैमिनेट सामग्री के गुण जैसे कि यंग का मापांक और थर्मल विस्तार (सीटीई) पैड के खानपान की संवेदनशीलता को प्रभावित करेगा।

बोर्ड रिडिजाइन: यदि पैड क्रेटरिंग बनी रहती है तो एक रीडिजाइन की आवश्यकता हो सकती है। इसमें घटक स्थान बदलना या सोल्डर मास्क परिभाषित (एसएमडी) और गैर-सोल्डर मास्क परिभाषित (एनएसएमडी) पैड के बीच समायोजन शामिल हो सकता है।