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BGA空洞會引起電流密集效應(yīng),降低焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度。因此,從可靠性角度考慮,應(yīng)減少或降低空洞。那么如何可以降低BGA空洞形成?要回答這個(gè)問題,我們有必要探索一下空洞的形成原因。
BGA空洞的形成原因有多方面,如:焊點(diǎn)合金的晶體結(jié)構(gòu)、PCB板的設(shè)計(jì)、印刷時(shí)助焊膏的沉積量、所使用的回流焊工藝等、焊球在制作過程中夾雜的空洞。下面PCBA加工廠長科順簡單分析一下。
1、SMT爐溫曲線設(shè)置不當(dāng)
1)表現(xiàn)在在升溫段,溫度上梯度設(shè)置過高,造成快速逸出的氣體將BGA掀離焊盤;
2)升溫段的持續(xù)時(shí)間不夠長,當(dāng)升溫度結(jié)束時(shí),本應(yīng)揮發(fā)的氣體還未完全逸出,這部分的氣體在回流階段繼續(xù)逸出,影響助焊體系在回流階段發(fā)揮作用。
2、SMT助焊膏溶劑搭配不當(dāng)
1)在升溫階段,快速逸出的氣體將BGA撐起,造成錯(cuò)位與隔閡;
2)在回流階段,仍有相當(dāng)數(shù)量的氣體從助焊膏體系中逸出,但受限于BGA與焊盤間的狹小空間,這些揮發(fā)氣體無法順暢地通過這個(gè)空間逸出,致使其擠壓熔融的焊點(diǎn)。
3、SMT助焊膏潤濕焊盤能力不足
助焊膏對焊盤的潤濕表現(xiàn)在它對焊盤的清潔作用。因助焊膏潤濕能力不足,無法將焊盤上的氧化層去除,或去除效果不理想,而造成虛焊。
與助焊膏對焊盤的潤濕能力不足相似,只不過,因焊球的合金類型不同,BGA上的氧化物的電動勢也就不同,這樣就要求助焊膏具備適應(yīng)去除不同合金類型的氧化物的能力,若不匹配,則造成對BGA焊球的潤濕能力不足,導(dǎo)致空洞。
4、SMT回流階段助焊膏體系的表面張力過高
主要是所用的載體(主要是松香)選擇不當(dāng),此外表面活性劑的選擇也有關(guān)系。我們在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),某些活性劑不僅可以降低助焊膏體系的表面張力,也可顯著降低熔融合金的表面張力。松香與表面活性劑的有效配合可使?jié)櫇裥阅艹浞职l(fā)揮。
5、SMT助焊膏體系的不揮發(fā)物含量偏高
不揮發(fā)物含量偏高導(dǎo)致BGA焊球的熔化塌陷過程中BGA下沉受阻,造成不揮發(fā)物侵蝕焊點(diǎn)或焊點(diǎn)包裹不揮發(fā)物。
6、SMT載體松香的選用
相對于普通錫膏體系選用具有較高軟化點(diǎn)的松香而言,對BGA助焊膏,由于其不需要為錫膏體系提供一個(gè)所謂的抗坍塌能力(即在錫膏印刷后直到錫膏熔化這個(gè)過程中,印刷圖形完整性的保持能力),選擇具有低軟化點(diǎn)的松香具有重要的意義。
7、SMT松香的使用量
與錫膏體系不同,對BGA助焊膏而言,松香的使用是為各種活性劑提供載體的作用,使這些物質(zhì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)釋放出來,發(fā)揮其作用。然而,過多的松香不僅阻礙這些物質(zhì)的釋放,松香本身由于其量多,當(dāng)BGA焊球塌陷(即BGA焊球與其上下的焊盤發(fā)生熔焊的這個(gè)過程)時(shí),它卻會阻礙BGA焊球的塌陷,從而造成空洞。故,松香的使用量應(yīng)比錫膏體系中松香的使用量低得多。
在了解了這些這些原因之后,PCBA加工廠應(yīng)該盡量避免BGA空洞的形成,確保產(chǎn)品的質(zhì)量。