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Análise de fluxos de solda e o impacto no processo de soldagem de esferas em encapsulamento do tipo BGA

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Machado, Tiago de Freitas
Orientador(a): Hasenkamp Carreira, Willyan
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Escola Politécnica
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Soldagem de esferas
Fluxo de solda
BGA
Encapsulamento
Palavras-chave em Inglês:
Sphere soldering
Solder flux
Packaging
Área do conhecimento CNPq:
ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétrica
Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/6000
Resumo: O processo de soldagem de esferas em componentes do tipo esferas organizadas em matriz do inglês BGA, ball gris array é crítico para o encapsulamento de semicondutores pois uma falha pode gerar rejeitos e retrabalhos indesejáveis ao desempenho da produção. O processo atual da empresa de encapsulamentos analisada apresentou, de forma acumulada, entre os meses de janeiro a junho de 2015 uma taxa de 1220 defeitos por milhão de unidades produzidas, relacionadas ao modo de falha denominado tamanho da esfera com o código SB003. Matérias primas alternativas para aplicação em processo de soldagem de esferas em encapsulamento de semicondutores de diferentes fabricantes, podem apresentar melhor desempenho com relação a esta ocorrência. A redução das perdas de material e de defeitos no processo de soldagem de esferas é essencial para que uma empresa de encapsulamento de semicondutores se mantenha competitiva financeiramente no mercado tanto nacional quanto internacional. O objetivo deste trabalho foi avaliar através de análises de laboratório e aplicações práticas, quatro opções de fluxos de solda solúveis ou parcialmente solúveis em água. Foram comparadas as características de viscosidade, índice de acidez, pH e perda de massa através de TGA do inglês thermogravimetric analysis, aprimorando o conhecimento intrínseco sobre este material e seu comportamento nesta etapa. Foi analisado o impacto dos diferentes fluxos de solda no desempenho da soldagem, realizando a observação da ação do fluxo em um forno de refusão e a habilidade de realinhar esferas de solda fora de posição que impactam na redução da ocorrência de defeitos. Obteve-se como resultado o fluxo A com melhor performance para realinhamento, 9,58% das esferas foram reposicionadas, perda de massa gradual e menos abrupta que os demais.
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Matérias primas alternativas para aplicação em processo de soldagem de esferas em encapsulamento de semicondutores de diferentes fabricantes, podem apresentar melhor desempenho com relação a esta ocorrência. A redução das perdas de material e de defeitos no processo de soldagem de esferas é essencial para que uma empresa de encapsulamento de semicondutores se mantenha competitiva financeiramente no mercado tanto nacional quanto internacional. O objetivo deste trabalho foi avaliar através de análises de laboratório e aplicações práticas, quatro opções de fluxos de solda solúveis ou parcialmente solúveis em água. Foram comparadas as características de viscosidade, índice de acidez, pH e perda de massa através de TGA do inglês thermogravimetric analysis, aprimorando o conhecimento intrínseco sobre este material e seu comportamento nesta etapa. Foi analisado o impacto dos diferentes fluxos de solda no desempenho da soldagem, realizando a observação da ação do fluxo em um forno de refusão e a habilidade de realinhar esferas de solda fora de posição que impactam na redução da ocorrência de defeitos. Obteve-se como resultado o fluxo A com melhor performance para realinhamento, 9,58% das esferas foram reposicionadas, perda de massa gradual e menos abrupta que os demais.The process of soldering spheres in ball grid array components, called BGA, is critical to the semiconductor packaging, because one failure can generate rejects and undiserable reworks to production performance. The current process of the packaging company analyzed presented, in accumulated form, between the months of january and june of 2015 the defect rate of 1220 defects per million of produced units, related to the failure mode denominated ball size with the code SB003. Alternative raw material for solder sphere process applied to semiconductor packaging of different manufacturer could show better performance related to these occurrence. The reduction of material waste and defects reduction in the soldering spheres process is essential to keep a semiconductor packaging company competitive financially both in the national and international market. The objective was to evaluate through laboratory analysis and practical applications four options of soldering flux water and non-water soluble. Characteristics were compared of viscosity, acidity level, pH and mass loss through thermogravimetric analysis TGA improving the intrinsic knowledge about this material and its behavior in the step. The impact was analyzed of different solder flux performance on soldering, performing observation of the flux action on the reflow oven and the ability to realign the solder spheres misplaced that impact on the reduction of the occurrence of defects. It was obtained as result the flux A with better performance of realignment, 9.58% of misplaced spheres were repositioned, present gradual mass loss and less abrupt than the others.itt Chip - Instituto Tecnológico de Semicondutores da UnisinosMachado, Tiago de Freitashttp://lattes.cnpq.br/0389314529578747http://lattes.cnpq.br/1394591111411272Rhod, Eduardo Luishttp://lattes.cnpq.br/2146647990461845Hasenkamp Carreira, WillyanUniversidade do Vale do Rio dos SinosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUnisinosBrasilEscola PolitécnicaAnálise de fluxos de solda e o impacto no processo de soldagem de esferas em encapsulamento do tipo BGAACCNPQ::Engenharias::Engenharia ElétricaSoldagem de esferasFluxo de soldaBGAEncapsulamentoSphere solderingSolder fluxPackaginginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/6000info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS)instacron:UNISINOSORIGINALTiago de Freitas Machado_.pdfTiago de Freitas Machado_.pdfapplication/pdf13489744http://repositorio.jesuita.org.br/bitstream/UNISINOS/6000/1/Tiago+de+Freitas+Machado_.pdf639cbc0fc0de3f47a3c757ff594540e0MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82175http://repositorio.jesuita.org.br/bitstream/UNISINOS/6000/2/license.txt320e21f23402402ac4988605e1edd177MD52UNISINOS/60002016-12-23 12:22:22.63oai:www.repositorio.jesuita.org.br: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 Digital de Teses e DissertaçõesPRIhttp://www.repositorio.jesuita.org.br/oai/requestmaicons@unisinos.br ||dspace@unisinos.bropendoar:2016-12-23T14:22:22Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos) - Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS)false
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