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62 PCB giugno 2012<br />
Fig. 3 - Esempio di cortocircuiti su pin QFP<br />
to e delaminazione della scheda (separazione<br />
tra il materiale di base ed il rame<br />
delle piste, oppure tra i vari layer da<br />
cui una scheda è composta).<br />
L’imbarcamento di una scheda può<br />
essere limitato utilizzando materiali<br />
con alti valori di TG (glass transition<br />
temperature) e TD (Delamination<br />
Temperature).<br />
Possono essere installate opzioni, disponibili<br />
in alcuni sistemi, per ridurre<br />
l’imbarcamento schede, come ad esempio<br />
i supporti a fi lo o a catena.<br />
Nel processo di saldatura a rifusione<br />
il controllo del gradiente di raff reddamento<br />
diventa importante quando sono<br />
presenti BGA. Un rapido raff reddamento<br />
è consigliabile per ottenere una<br />
migliore struttura del giunto, ma può<br />
aumentare l’imbarcamento del substrato<br />
del BGA. Per limitare questo eff etto<br />
è consigliabile rallentare in modo controllato<br />
la velocità di raff reddamento.<br />
Un altro rischio dell’alta temperatura<br />
è la formazione di fori nei giunti: i<br />
circuiti stampati producono gas durante<br />
il processo di saldatura, i quali derivano<br />
da acqua assorbita o rimasta intrappolata,<br />
da materiali organici presenti nel<br />
coating o da elementi volatili contenuti<br />
nei materiali laminati. Questo problema<br />
è arginabile con una fase di preriscaldo<br />
del circuito stampato o un’appropriata<br />
fase di curing.<br />
L’introduzione di fi niture lead free<br />
ha fatto nascere alcuni nuovi fenomeni<br />
quali pad anneriti, layer difettosi con fi -<br />
nitura dorata, ossidazione degli stampati<br />
OSP oppure ad immersione di stagno<br />
o di argento: tutti questi difetti riducono<br />
la saldabilità e sono il risultato di una<br />
scarsa qualità o di una bassa resistenza<br />
delle schede alla corrosione.<br />
2 - Danni ai componenti e mix non desiderati<br />
I difetti legati ai componenti possono<br />
essere suddivisi in due gruppi:<br />
A - Difetti legati alla fi nitura del componente:<br />
essi sono prevalentemente<br />
relativi a whisker di stagno ma possono<br />
includere anche contaminazione<br />
ad opera di fi niture contenenti<br />
piombo oppure bismuto, che portano<br />
alla formazione di segmenti a<br />
basso punto di fusione e causano fori,<br />
una seconda rifusione durante la<br />
saldatura ad onda o aumentano il<br />
rischio di sollevamento del giunto<br />
(fi llet lifting).<br />
B - Difetti risultanti dalla bassa qualità<br />
delle materie prime: questi includono<br />
assorbimento di umidità, fusione<br />
o deformazione delle parti plastiche,<br />
oppure delaminazione dovuta<br />
alle più alte temperature richieste<br />
dalla tecnologia lead free.<br />
La dicitura “RoHs compliant” im-<br />
plica anche la resistenza a più alte temperature<br />
ed include solo quei materiali<br />
che sono conformi alla normativa europea<br />
RoHs.<br />
Attualmente non esistono standard<br />
di stoccaggio ed etichettatura dei materiali<br />
RoHs compliant: alcuni fornitori<br />
di componenti cambieranno i part<br />
number, mentre altri conserveranno<br />
identico part number e gestiranno la<br />
transizione a partire da una determinata<br />
data. Questi diversi atteggiamenti<br />
possono causare il rischio che componenti<br />
con diverse fi niture siano mischiati<br />
tra loro.<br />
Con i componenti BGA, per esempio,<br />
il mix di fi niture con e senza piombo<br />
è molto dannoso per la qualità dei<br />
giunti: le sfere potrebbero non fondersi<br />
completamente o potrebbero causare<br />
un aumento dei voids dovuto ai diversi<br />
comportamenti in fase di fusione<br />
dei materiali.<br />
Le alte temperature del processo lead<br />
free richiedono materiali plastici più<br />
resistenti, che assorbano meno umidità<br />
e che siano quindi meno suscettibili<br />
al difetto conosciuto come “pop corning”.<br />
Quest’ultimo è causato dal rapido<br />
surriscaldamento dell’umidità assorbita<br />
dai rivestimenti plastici, e porta alla<br />
delaminazione degli strati interni dei<br />
componenti.<br />
Di tutte le fi niture lead free, quella<br />
contenente stagno puro è la più sperimentata<br />
nella produzione per alti volumi,<br />
e si è dimostrata effi cace su miliardi<br />
di condensatori ceramici SMD utilizzati<br />
in passato con il processo di saldatura<br />
stagno-piombo.<br />
3 - Mancato fl ussaggio con alte temperature<br />
<strong>Il</strong> fl ussante gioca un ruolo primario<br />
nel processo di saldatura: numerosi difetti<br />
possono essere attribuibili ad una<br />
sua non corretta attivazione.<br />
Un fl ussante forte è in grado di rimuovere<br />
ossidi e prevenire corto circuiti,<br />
inoltre, la risalita per i componenti
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