PCB Ontwikkelingen. 22 september 2011 Eindhoven

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "PCB Ontwikkelingen. 22 september 2011 Eindhoven"

Merel Koning
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 PCB Ontwikkelingen» 22 september 2011 Eindhoven

Levert en produceert printplaten voor de professionele elektronica industrie Meer dan 27 jaar PCB (productie-) ervaring Fabriek in Utrecht - centraal in

2 Levert en produceert printplaten voor de professionele elektronica industrie Meer dan 27 jaar PCB (productie-) ervaring Fabriek in Utrecht - centraal in Nederland, langs de A2 Cyner Substrates B.V. Savannahweg AW UTRECHT Postbus AA UTRECHT T: F: E: info@cyner.nl W:

3 Marktsegmentatie Segment 1 Sterk gedreven door kosten Segment 2 Segment 3 Kennisnive au Marktbewegi ng Huidige markt Marktgrootte Marktopening Trend = Advies / Wetenschappelijk Know How Layers Complexiteit

4 Marktsegmentatie Segment 1 Segment 2 Segment 3 Cyner uit Korea Marktgrootte Cyner India Cyner Nederland Layers Complexiteit

5 Overzicht Pcb Ontwikkelingen Nevat Loodvrij Club Materialen Drogen van PCB s Finishes

6 µbga High Definition Infrastructures

7 µbga Micro BGA s Fanout = Microvia s in pad Microvia s in pad = soldeer- en reliability problemen Voids als gevolg van via s in pad zijn uitgezonderd in IPC-610E Via s Filled and Capped type 7

8 µbga Plugged with Peters Paste PP2795 CTE Mismatch als gevolg van materialen ( Zilver ) Betrouwbare verbinding?? Koper de oplossing?? Thermische geleidbaarheid 400 W/mK i.p.v. 5,23 W/mK zilver gevulde epoxy.

9 Flip-Chip on Flex

10 Flip-Chip on Flex Plasma desmear en juiste keuze flex materiaal essentieel!!! Filled and Capped soms noodzakelijk.

11 Heatsink -Technologie

12 Led-Technologie Thermische geleidbaarheid Thermo-mechanica MCPCB 1-3 W/mK Hybride 25 W/mK Koper 400 W/mK Thermische weerstand Rth 12-2 C/W Standaard Fr4 MCFlex

13 Mogelijkheden In combinatie met Thermal prepreg

14 Technologie in de keten PROJECTGROEP LOODVRIJ Opgericht 9 juli 2004 November 2010, TG NEVAT EMS

19 Technologie in de keten Technologie Groep Miniaturisatie VOC DFx m.b.v. Open innovatie November 2010, TG NEVAT EMS

Plan van aanpak: November 2010 Leden (15): 3T Confed Cyner Faber Ledenvergadering Nevat EMS initieert Halin Technologie Groep (start TG 19 maart 2008) Head Liad Doel: gezamenlijk technologische

20 Plan van aanpak: November 2010 Leden (15): 3T Confed Cyner Faber Ledenvergadering Nevat EMS initieert Halin Technologie Groep (start TG 19 maart 2008) Head Liad Doel: gezamenlijk technologische Neways AA kennis en ervaring opdoen door Protonic uitvoeren van onderzoek en uitwisselen Ramaer van kennis en ervaringen (open innovatie) TBP Unitron Uitvoering: periodiek overleg, ervaringen uitwisselen, Variass kennis opdoen, lezingen, (inter net) research en onderzoeken V-PS Alle leden Nevat EMS zijn lid van de TG Een financiële bijdrage uit de contributie van leden van Nevat-EMS (onderzoekskosten) en inspanningsverplichting Electronic Manufacturing Services

Wetgeving RoHS2 en Reach Testprinten (2 eigen ontwerpen; 1 re-used) TG

21 Resultaten - onderwerpen: November 2010 Drogen van PCB s PCB basismateriaal: doe mij maar FR4 DOE : How to do (TNO: DOE in ½ a day) Wetgeving RoHS2 en Reach Testprinten (2 eigen ontwerpen; 1 re-used) TG wordt herhaaldelijk uitgenodigd om een presentatie te verzorgen Electronic Manufacturing Services

22 Wat is Fr4? According to *ANSI/NEMA LI (1927) Industrial Laminating thermoset products TG Flame Retardant Reinforcement Resin system IPC-4101B Klasse FR 1 Paper Phenolic FR 2 Paper Phenolic FR 3 Paper Epoxy /05 FR 4 Fiber glass Epoxy /24/26/27/82/83/93/94/95/97/98 Leadfree 99/101/121/124/126/129 FR 5 Fiber glass Epoxy *National Electrical Manufacturers Association American National Standards Institute

Parameters for Leadfree TG Glass Transition Temperature CTE Coefficient of Thermal Expansion @ alpha 1 and 2 * TD Temperature of Decomposition * TMA

23 Parameters for Leadfree TG Glass Transition Temperature CTE Coefficient of Thermal alpha 1 and 2 * TD Temperature of Decomposition * TMA Time to delaminate T300 T288 and T260 * (removed copper) Thermal 288 Caf Resistant * Max operating temp and UL classification * *New in IPC 4101B

24 IPC 4101C TG TD 5% UL max T 260 T 288 T 300 CTE Alpha1 CTE Alpha2 CTE Filler 4101/ AABUS 30MIN 5MIN AABUS % YES 4101/ AABUS 30MIN 5MIN AABUS % YES 4101/ AABUS 30MIN 5MIN AABUS % NO 4101/ AABUS 30MIN 5MIN AABUS % NO 4101/ MIN 15MIN 2MIN % YES 4101/ MIN 15MIN 2MIN % NO IS 104i MIN 5MIN % YES IS MIN 20MIN >2MIN % NO Aabus= as agreed between user and supplier New Types Low Halogeen 122,125,127,128,130 and 131 in 4101C version

25 *inemi HI-Reliability Task Force!!! Agilent Technologies, Inc. Alcatel Cisco Systems, Inc Celestica, Inc Delphi Electronics & Safety Hewlett-Packard Company IBM Corporation Intel Corporation Jabil Circuit, Inc Lucent Technologies Plexus Corporation Sanmina-SCI Corporation Solectron Corporation Sun Microsytems, Inc * International Electronics Manufacturing Initiative

27 Halogeenvrij Waarom Halogeenvrij ( Rookontwikkeling, Giftige Gassen dus Brandveiligheid ) TBBPA (Tetrabroombisfenol A ) is de brandvertager voor printplaten RoHS 2 mogelijk verboden? Consumenten electronica Automotive Industriële electronica??

28 Halogeen vrij

29 Drogen MSD Council ( Moisture Sensitive Device Council ) Heeft geadviseerd om PCB s als MSL klasse 4 te behandelen. Dit betekent maximaal 72h Floorlife

30 Drogen Meest bekende materiaal afwijkingen door vocht Measling Grazing Delaminatie

IPC- 1601 Samenvatting Vocht verlaagt de TG waarde Aanbevolen vochtpercentage voor verpakken 0,1% gewicht voor processen tot 260 C (Loodvrij ) 0,2% gewicht voor

31 IPC Samenvatting Vocht verlaagt de TG waarde Aanbevolen vochtpercentage voor verpakken 0,1% gewicht voor processen tot 260 C (Loodvrij ) 0,2% gewicht voor processen tot 230 C Droge printen produceren prefereert boven drogen voor verpakken. Testmethode ontwikkellen om verschillende ontwerpen, materialen en constructies te testen.

32 IPC Moisture Barrier Bag Humidity Indicator Card Laminate witness card. Droog aanbevelingen

33 IPC-5704 Volgens IPC ,56µg/cm² Natriumchloride Afgeleid van de Delphi C7000 Norm

34 Finishes Finishes Table Finish Cost Rate Thickness in micron Storage Time Intermetalli c layer Pro Cons Hasl 100 0, year CU Well Known Contains Lead Not flat Enig 170 Ni 3-6 Au 0,05-0,15 0,5 year NI Flat pads Well known Pressfit, HF, G-Force, Silver 120 0,15-0,25 1 year* CU HF,Flex, Cost Stains, Shell life,solderabili ty Tin 120 0,8-1,2 O,5 year CU Refurbishing Cost Tin Whiskers, Shell life OSP 50 0,15-0,5 1 year CU Cheap, Consumer Solderability, Cleaning SN100c , year CU Cheap, Hasl look a like Flat pads, Cu Leaching * Stored at proper conditions

35 HASL Legeringen SN100C(LE) Sn-0,7Cu-Ni SACX0307 Sn-0,3Ag-0,7Cu SAC305 Sn-3.0Ag-0,5Cu SN/PB Sn-Pb 63/37 Nihon Superior ( Balver Zinn ) Cookson ALLOY MELTING POINT PROCESS TEMPERATURE PROCESS WINDOW 63/37 Sn/Pb 183 C 250 C(482) 67 C Sn-0.7Cu+Ni 227 C 265 C(509) 38 C

36 EROSION OF COPPER PAD Original Pad 18μm Copper After 6 Passes over Wave Soldering Machine 105 C Preheat, 256 C Solder Temperature, 4 seconds contact time Sn-0.7Cu+Ni Sn-37Pb. Sn-3.0Ag-0.5Cu

37 Soorten Goud Immersion Gold Electroless Gold SMT Gold Flash gold Bondable Gold ENIG Electroless Nickel Immersion Gold Soft Gold Hard Gold DIG Direct Immersion Gold Enepig Electroless nickel Electroless palladium Immersion Gold Enigeg Electroless nickel Immersion Gold Electroless Gold Electrolytic Gold Goldfingers Copper Silver Gold Flex Gold

38 Hoofdsoorten Electrolytic: Kathode Anode, stroom voor nodig Electroless: Stroomloos 2 varianten, Immersion en Autocalalytic Immersion = Uitwisseling proces en stop automatisch Autocatalytic = Zelfstartend proces en blijft doorgaan en is dus tijdkritisch, goudlaagdikte is kostbaar.

39 Immersion Ni ++ Ni Cu Electroless Nickel Plating Ni + Then Au ++ Ni Cu Immersion Gold Plating

40 Autocatalytic Au ++ Ni ++ Ni Cu Electroless Nickel Plating Then Ni Cu Electroless Gold Plating

41 Electroless Proces ENIG is het meest voorkomend immersion proces en is ontwikkeld voor het Loodhoudend Proces!!! Laagdikte goud 0,05 tot 0,15 micron. Zolang er ( zuiver ) nikkel gedetecteerd wordt, blijft het uitwisseling proces actief. Er zijn altijd poriën!!! Vervuild of verouderd nikkel levert meer poriën op Poriën betekent verminderde soldeerbaarheid oftewel geoxideerd nikkel. Fosfor wordt toegevoegd om de corrosie bestendigheid van nikkel te verbeteren.

42 Electroless Proces Er zijn 3 soorten Fosfor houdende Nikkelbaden Low containing 2-4% Mid containing 4-8% ( Meeste baden) High containing 8-14% Hoe meer fosfor, hoe minder kans op Black-pad. Hoe meer fosfor, hoe moeilijker soldeerbaar Hoe minder fosfer, hoe meer kans op procesfouten. In Asia wordt door de hoge luchtvochtigheid, soms gekozen hooggehalte fosfor. Fosfor gehalte boven de 11 of 12% maakt solderen praktisch onmogelijk.

43 Electroless Proces Autocatalytic goud is poriënvrij. Maar kostbaarder ( dikkere laagdikte ) Laagdiktes boven 0,5 micron zijn niet wenselijk, omdat ze de soldeerverbinding bros maken. Combinaties van Immersion met Autocalatylic goud worden ingezet voor Loodvrije Processen.

44 Future

45 Future Volgens IPC

46 IPC IPC-1071 Intellectual Property IPC-2600 serie Documentatie voorschriften IPC-610E Nieuwste revisie keurings norm IPC-HDBK-830A Handboek Conformal Coating Partner in open innovatie. Majurity Levels Antenne technieken Nano Finish en Semblant

47 Einde Cyner Where know-how meets passion!!

Vergelijkbare documenten

Samenwerking in de Toeleveringsketen. Hans Simonse Nevat EMS Technologie Groep Halin electronics BV

Samenwerking in de Toeleveringsketen Hans Simonse Nevat EMS Technologie Groep Halin electronics BV Agenda: Voorstellen Keten - Samenwerking Voorbeelden Slotopmerking Nevat Mission Statement Nevat stelt