Title

VISUALIZAÇÃO POR RAIOS-X E ENSAIO DE LÍQUIDO PENETRANTE PARA A COMPARAÇÃO DE JUNTAS DE SOLDAGEM BRANDA EM COMPONENTES ELETRÔNICOS 1: METODOLOGIA PARA A AVALIAÇÃO DE JUNTAS ELETRÔNICAS EM COMPONENTES DO TIPO BALL GRID ARRAY (BGA)

COMPARISON OF THE SOLDER JOINTS THROUGH X-RAY IMAGING AND RED DYE TEST ON ELECTRONICS COMPONENTS: METHODOLOGY FOR EVALUATE THE SOLDER JOINT IN BALL GRID ARRAY COMPONENTS (BGAS)

Authorship

FREITAS, RAFAEL SCARASSATTI; FONSECA, JOELSON; FILHO, ODIL MARTINS; BENASSI, CARLOS LIVIO

FREITAS, RAFAEL SCARASSATTI

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FONSECA, JOELSON

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FILHO, ODIL MARTINS

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BENASSI, CARLOS LIVIO

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DOI

10.5151/2594-5327-2006-15225-0422

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Abstract

O trabalho propõe um método para a comparação entre a habilidade de processos de montagem em produzir juntas com características confiáveis. Os corpos de prova foram montados com a liga SAC387 isenta de chumbo, em conformidade com a legislação denominada Restriction of the use of certain Hazardous Substances (RoHS) que vigora na comunidade européia desde 1° de julho de 2006. Foram montados 4 conjuntos de placas de circuito impresso (PCI) seguindo 4 processos diferentes. As junções de solda branda foram submetidas a solicitações térmicas e mecânicas. Essas juntas foram avaliadas utilizando-se 3 técnicas de caracterização: visualização por raios-x, onde foram identificados vazios decorrentes do processo de fusão e solidificação; análise de imagens, para avaliação da quantidade e tamanho dos vazios em relação diâmetro da junção; e ensaio de líquido penetrante que correlacionou a presença dos vazios com o surgimento de trincas após os EAVs. As avaliações mostraram que os 4 processos utilizados na fabricação das amostras são capazes de produzir produtos robustos e aceitáveis. A metodologia utilizada foi capaz de distinguir diferenças importantes entre os processos, a conclusão mais expressiva foi que o número de vazios está diretamente correlacionado às trincas, já que o conjunto com o maior número de vazios apresentou o maior número de marcações do líquido penetrante, ou seja, juntas fraturadas.

This paper suggests a method to compare the ability of the assembling processes to produce reliable solder joint in electronic components. The test coupons were assembled with SAC387 lead-free alloy, according to the Restriction of the use of certain Hazardous Substance (RoHS) rules in use in European Union (EU), since July 1st , 2006. Four sets of Printed Circuit Boards (PCB) were assembled in four different ways. All solder joints faced thermal and mechanical solicitations. The solder joint were evaluated according to 3 characterization techniques: X-ray imaging, used to identify voids resulting from the reflow and solidification processes; image analysis to evaluate the quantity and size of voids compared with the solder ball size; and red dye essay that can correlate the presence of voids with solder joints cracks after ALT. The evaluations have shown that all four processes used are capable to produce reliable and robust products. The methodology used was capable to distinguish valuables differences among the four processes and the must expressive conclusion was that the number of voids is directly correlated to the solder joint crakes, confirmed by the presence of red dye in the samples with greatest number of blow holes.

Keywords

Raios-x; Líquido penetrante; Soldagem branda; Ligas isentas de chumbo.

X-rays; Red dye essay; Soldering; Lead-free alloys.