如何提高焊接质量BGA是SMT工程师持续追求的品质改善目标之一,特别是对于细间间距(finepitch)的BGA部件,一般来说BGA的间距在0.8mm以下时称为细间距(每个家庭定义可能有点不同)。
BGA难以焊接是因为其焊点全部集中在主体的下方,在焊接后难以用目视或AOI(Auto Optical Inspector)影像检测器检查焊接后的品质,有时即使使用X-Ray也难以判断有无焊接或假焊料。(有几个旋转角度可能的X-Ray或者5DX有机会检查BGA的空焊接问题,但是这样的X-Ray检查机需要费用,好像没有达到线检查量产的经济规模。
根据经验,BGA焊接后最主要的品质问题是,HIPHead?InPillow,枕头效果,双球效果)几乎集中。这是因为,当电路基板PCB流过Reflow的回流高温区域时PCB板材及BGA主体容易变形,当糊剂及BGA锡球熔融成液状时,不相互分离接触,电路基板温度降低,比焊料的熔点低时PCB及BGA主体的变形量也逐渐变小,但因锡膏及锡球凝结而返回固体,形成双重球重叠的临时焊接现象而闻名HIP。
另一方面,90%以上的HIP大多出现在BGA的最外雀球或其四角区域。这是因为BGA封装对角线的距离最长,相对变形也最严重,变形量第二严重的地方是BGA最外麻雀球。
根据以上的经验,根据很多SMT前辈们进行的实验,通过增加BGA的焊料量,能够有效地降低因温度引起的板材变形引起的HIP问题。但是,必须注意如果锡膏的量过多,焊接就会短路的问题。
因此,以下方法是局部地增加BGA的锡膏量而不是整个锡球垫。
为了改变BGA的锡膏量,可以从钢板Stencil着手,基本原则上可以使BGA的最外面一排或四角的锡膏印刷量大于其他锡球的锡膏量,但不能太多。这样,在PCB和BGA主体变形时,能够使BGA下面的铃球充分接触锡膏。
所选择的方法是局部地增加BGA的锡糊量而不是整个锡球垫。
BGA锡球大于0.4mm时:
增加BGA外周4面的锡球锡膏的印刷量,将钢板打开成正方形与原来的锡球圆焊接垫形成一个内接圆,其他锡球焊接垫保持原来的量。
BGA锡球小于0.4mm时:
BGA外周4面的锡球的锡膏印刷不变,其他内周的锡球减少锡膏量,将钢板打开正方形形成原锡球的圆焊垫和外接圆。
这样,无论其尺寸BGA如何,其最外周的锡球的锡膏量比内轮的锡膏量多16.7%左右,足以确保PCB和BGA主体在高温变形时BGA与下的锡球的接触。
以下的图像是BGA锡球尺寸小于0.4mm,BGA通过降低内围攻球的锡膏量而得到的X-Ray,稍微注意一下,可知最外轮的锡量(圆的直径)比其他内围的锡球的锡量稍多。也就是说,外轮的黑色圆形直径比内圈的圆形稍大一些。
BGA麻雀球尺寸小于0.4mm,BGA降低内周袭球的锡糊量而得到的X?使用Ray,注意最外圈的锡量(圆的直径)比其他内周的锡球的锡量稍多。也就是说,外轮的黑色圆形直径比内圈的圆形稍大一些。BGA麻雀球尺寸小于0.4mm,BGA降低内周袭球的锡糊量而得到的X?使用Ray,注意最外圈的锡量(圆的直径)比其他内周的锡球的锡量稍多。也就是说,外轮的黑色圆形直径比内圈的圆形稍大一些。
BGA麻雀球尺寸小于0.4mm,BGA降低内周袭球的锡糊量而得到的X?使用Ray,注意最外圈的锡量(圆的直径)比其他内周的锡球的锡量稍多。也就是说,外轮的黑色圆形直径比内圈的圆形稍大一些。