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PCBA加工厂:如何减少BGA空洞的形成?

发布日期:2019-12-20
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BGA空洞会引起电流密集效应,降低焊点的机械强度。因此,从可靠性角度考虑,应减少或降低空洞。那么如何可以降低BGA空洞形成?要回答这个问题,我们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:焊点合金的晶体结构、PCB板的设计、印刷时助焊膏的沉积量、所使用的回流焊工艺等、焊球在制作过程中夹杂的空洞。下面PCBA加工厂长科顺简单分析一下。


1、SMT炉温曲线设置不当

1)表现在在升温段,温度上梯度设置过高,造成快速逸出的气体将BGA掀离焊盘;

2)升温段的持续时间不够长,当升温度结束时,本应挥发的气体还未完全逸出,这部分的气体在回流阶段继续逸出,影响助焊体系在回流阶段发挥作用。


2、SMT助焊膏溶剂搭配不当

1)在升温阶段,快速逸出的气体将BGA撑起,造成错位与隔阂;

2)在回流阶段,仍有相当数量的气体从助焊膏体系中逸出,但受限于BGA与焊盘间的狭小空间,这些挥发气体无法顺畅地通过这个空间逸出,致使其挤压熔融的焊点。


3、SMT助焊膏润湿焊盘能力不足

助焊膏对焊盘的润湿表现在它对焊盘的清洁作用。因助焊膏润湿能力不足,无法将焊盘上的氧化层去除,或去除效果不理想,而造成虚焊。

与助焊膏对焊盘的润湿能力不足相似,只不过,因焊球的合金类型不同,BGA上的氧化物的电动势也就不同,这样就要求助焊膏具备适应去除不同合金类型的氧化物的能力,若不匹配,则造成对BGA焊球的润湿能力不足,导致空洞。


4、SMT回流阶段助焊膏体系的表面张力过高

主要是所用的载体(主要是松香)选择不当,此外表面活性剂的选择也有关系。我们在实验过程中发现,某些活性剂不仅可以降低助焊膏体系的表面张力,也可显著降低熔融合金的表面张力。松香与表面活性剂的有效配合可使润湿性能充分发挥。


5、SMT助焊膏体系的不挥发物含量偏高

不挥发物含量偏高导致BGA焊球的熔化塌陷过程中BGA下沉受阻,造成不挥发物侵蚀焊点或焊点包裹不挥发物。


6、SMT载体松香的选用

相对于普通锡膏体系选用具有较高软化点的松香而言,对BGA助焊膏,由于其不需要为锡膏体系提供一个所谓的抗坍塌能力(即在锡膏印刷后直到锡膏熔化这个过程中,印刷图形完整性的保持能力),选择具有低软化点的松香具有重要的意义。


7、SMT松香的使用量

与锡膏体系不同,对BGA助焊膏而言,松香的使用是为各种活性剂提供载体的作用,使这些物质在适当的时机释放出来,发挥其作用。然而,过多的松香不仅阻碍这些物质的释放,松香本身由于其量多,当BGA焊球塌陷(即BGA焊球与其上下的焊盘发生熔焊的这个过程)时,它却会阻碍BGA焊球的塌陷,从而造成空洞。故,松香的使用量应比锡膏体系中松香的使用量低得多。


在了解了这些这些原因之后,PCBA加工厂应该尽量避免BGA空洞的形成,确保产品的质量。


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