PCBA如果在加工过程中涉及BGA系统部件,则容易产生焊接缺陷,尤其是空焊现象。BGA产生空焊的主要原因是如何解决这些BGA空焊的问题。
BGA空焊接原因分析
1.不良板的确认
空焊不良在BGA右下角发生。
对不良板的生产记录进行了调查,以上不良板全部是FS301生产线生产的板,不良发生时期是5月18~20,有以下调查数据:
2.材料检查
该机型5月17~20日生产时的锡膏印刷效果检查U8无不良,锡膏厚度在0.135mm~0.149mm之间,表示正常范围内(钢网厚度为0.130mm),印刷工序正常控制。
调查辅料投入情况,解压缩时间、在线使用时间等均符合技术要求,不良不集中在某LOT上。说明锡膏的投入使用状况正常。
调查该机种异常时间段的北桥BGA的资材使用状况的话,不良主要集中在LOT NO:p609上,但也不能确认资材不良。
3.设备检查
确认不良板的实物及当天的生产品质报告书,表示该位置U8无位移不良,机器的粘贴正常。
调查了该机型5月16~20日生产时的炉温状况,显示中心最高温度237.1°C在标准控制范围内((BGA中心温度:235°C~240°C之间),回流炉工程控制正常。
4.不良板的解析
万用表测试将焊接不良点确定为右下角最后一列的倒数第二个点,通过X-RAY试验确认了不良点:该位置的焊接点大小、颜色深度与其他焊接点一致,颜色变淡,焊接点没有拖浅灰色阴影,表明该位置的焊接良好无空焊接不良;
拆下不良零件后,确认该位置的PCB焊接点:该位置锡的浸润性良好,没有少锡、异物等不良现象,并且该焊接点满锡,表面有光泽,无氧化现象,该位置的焊接良好,无空焊接不良。
确认元件不良位置的焊点后,不良位置的焊球有剥离脱落现象,BGA焊点位置无余锡,表面平整光滑,而且焊点表面有污染轻微变黄的现象空焊料不良在BGA焊料球和BGA主机的连接处发生。
5.对不良板的破坏性试验
取一块不良板外力强行剥离该位置的元件,剥离后确认不良位置的焊接点:不良位置的锡球与PCB焊盘良好,锡、假焊现象少;
确认取下的BGA焊点:BGA本体上的)不良点位置的焊料球完全剥离,BGA焊点位置的放置表面有轻微发黑被污染的现象,BGA表示焊料球和BGA主体的连接发生了不良,BGA在植球过程中被污染BGA焊料球的焊接强度不足过度回流炉焊接过程中由于表面张力BGA锡球剥离脱落。
6.确认过程条件。该机型混合工艺:有铅工艺,无铅材料(北桥BGA)
PCBA加工中BGA北桥空焊不良的原因是BGA材料异常、BGA植球中焊盘被污染,该元件的锡球焊接强度不足,过炉二次焊接中锡球脱离。
PCBA加工BGA空焊解决方法
由于以上故障,FS402对生产线的机型进行炉温变更试验,其变更内容:将北桥中心温度从237.1度变更为240度,延长回流炉焊接时间(大于220度的时间):85S变更为90S,通过变更炉温设定,提高焊接能力BGA改善因资材异常引起的空焊)不良。
如果改变炉温,材料的不变性率从1.0%下降到0.62%,不良下降,但不能完全根除。更换不同LOT NO材料的试验跟踪,更换(LOT p 712.00)材料后生产1500pCS,无不良。