Растрескивание корпуса (cracking, package cracking) — это дефект, представляющий собой образование трещин в пластиковом корпусе (plastic package) электронного компонента. Чаще всего это происходит во время или сразу после процесса пайки оплавлением (reflow soldering) из-за быстрого испарения влаги, абсорбированной пластиком, при нагреве выше температуры кипения воды. Данное явление известно как «эффект попкорна» (popcorn effect). Давление образующегося пара внутри корпуса превышает его механическую прочность, что приводит к расслоению (delamination) или образованию видимых трещин, которые могут повредить кристалл (die) и соединительные провода (wire bond).
Причины и факторы риска
Основной причиной является нарушение условий хранения и предварительной подготовки влагочувствительных компонентов (moisture-sensitive devices, MSD). Степень чувствительности компонентов к влаге классифицируется уровнями (MSL 1-6) в соответствии со стандартом IPC/JEDEC J-STD-033. К другим факторам относятся:
-
Слишком высокий градиент нагрева (thermal shock) в процессе оплавления.
-
Несоответствие коэффициентов теплового расширения (CTE) пластика корпуса и материалов внутри него.
-
Избыточная толщина паяльной пасты под компонентом, вызывающая механическое напряжение.
Профилактика и контроль в производстве
Для предотвращения растрескивания контрактный производитель обязан:
-
Соблюдать правила приёмки, хранения (в сухих шкафах с контролируемой влажностью) и предварительной сушки (baking) компонентов согласно IPC/JEDEC J-STD-033.
-
Использовать температурные профили оплавления, соответствующие рекомендациям IPC-7530, с контролируемой скоростью нагрева.
-
Проводить входящий контроль на соответствие компонентов уровню MSL.
Выявление дефекта осуществляется с помощью визуального контроля, а для ответственных компонентов — методами акустической микроскопии (C-SAM). Наличие видимых трещин на корпусе считается критическим дефектом и приводит к отбраковке изделия согласно критериям IPC-A-610.
Источники: ГОСТ Р 56251-2014 (Платы печатные. Классификация дефектов), IPC/JEDEC J-STD-033 (Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices), IPC-7530 (Guidelines for Temperature Profiling for Mass Soldering Processes), IPC-A-610 (Acceptability of Electronic Assemblies).