PCB-Neuigkeiten - Gründe für schlechtes Schweißen von BGA und Gegenmaßnahmen

Gründe und Lösungen für schlechtes Schweißen von BGA

Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Umweltbewusstseins der Menschen sind bleifreie Leiterplatten populär geworden.

Aber alles hat zwei Seiten. Ohne die Hilfe von Blei wird das Problem des schlechten Lötens von Leiterplatten, insbesondere BGA, allmählich freigelegt.

Nächster, laden wir Ingenieure aus dem Shenzhen Bo ein PCBA-Fabrik von Benqiang Circuits zu sprechen über ihre Analyse und Lösungen für dieses Problem.

1. Das Problem des abfallenden BGA-Lötkugels und der Verformung des Lötteils der Lötkugel

Nachdem die BGA-Komponente reflowed ist, verformt sich die Lötkugel und fällt am BGA-Ende ab, was zu elektrischer Nichtleitung führt.

Ursachenanalyse:

Die BGA-Struktur ist schlecht entworfen und sein isolierendes Harz ist zu dick.

Während des Lötprozesses von BGA wird das Volumen der Lötkugel durch die Einbeziehung der aufgetragenen Lötpaste größer, und die Form der Lötkugel ändert sich durch Schmelzen zu einer Ellipse. Da das isolierende Harz auf der BGA-Seite zu dick ist und die Oberflächenspannung des bleifreien Lots größer als die des Bleilots ist, verursacht die Oberflächenspannung, dass die Lötkugel von der BGA-Seite abfällt.

Lösung:

1. Der BGA-Lieferant verbessert die Konstruktionsstruktur

2. Steuerung des Druckvolumens der Lötpaste

3. Verbessern Sie die Genauigkeit des Zinndrucks und der Platzierung

2. BGAVoid (nichtig)

In den Lötkugeln der BGA-Bauteile befinden sich nach dem Reflow Hohlräume. In den folgenden Hoch- und Tieftemperaturzyklen, Hochtemperatur- und Feuchtigkeitstests, Vibrations- und Falltests scheint der BGA elektrisch nicht leitend zu sein, wie in Abbildung 5 gezeigt. Gemäß 8.2.12.4 von IPC-A-610D darf der BGAVoidX-Bildbereich der Klasse 1, 2 und 3 25% der Gesamtfläche der Lötkugel nicht überschreiten.

Ursachenanalyse:

Das PCBPAD ist schlecht konstruiert, und es gibt Löcher auf dem PAD.

Mit der allmählichen Entwicklung elektronischer Produkte "klein", leicht und dünn", ihre BGA-Pakete werden allmählich kleiner, und BGAs mit einer Tonhöhe von 0.5mm sind jetzt sehr verbreitet. In PCB-Design, Löcher werden häufig in der PAD für Verdrahtungsanforderungen benötigt. Im SMT-Prozess, nachdem PAD mit Lötpaste beschichtet ist, es ist Luft im Loch, und das Gas dehnt sich während des Reflow-Prozesses aus. Die Oberflächenspannung von bleifreiem Lot ist größer als die von bleifreiem Lot, und das Gas kann nicht vollständig freigesetzt werden, so entsteht ein Hohlraum.

Lösung:

1. Verbessertes PCB PAD Design, mit Bohrfülltechnologie, um die Löcher zu füllen.

2. Passen Sie das Reflow-Profil an, um die Vorwärmzeit zu erhöhen und die Spitzentemperatur zu reduzieren.

3. Die Auswahl der Zusammensetzung der Lotpastenlegierung, je höher der Ag-Gehalt, desto weniger Hohlräume.

3. BGA Brücke (Lian Tin)

Die Lötkugeln von BGA-Bauteilen werden nach Reflow mit dem Lot verbunden.

Ursachenanalyse:

PCB PAD ist schlecht entworfen, und es gibt Löcher auf dem PAD

Beim SMT-Verfahren, nachdem PAD mit Lötpaste beschichtet wurde, befindet sich Luft in seinem Bohrloch. Während des Reflow-Prozesses dehnt sich das Gas aus, wodurch sich die Lötkugeln allmählich ausdehnen. Wenn sich zwei benachbarte Lötkugeln zu einem gewissen Grad ausdehnen, entsteht ein kontinuierliches Zinn, wie in Abbildung 7 gezeigt.

Lösung:

1. Verbessertes PCB PAD Design, mit Bohrfülltechnologie, um die Löcher zu füllen.

2. Das PCB PAD ist schlecht entworfen, die Form des PAD ist unregelmäßig, und es gibt keine Lötmaske zwischen den PADs.

Mit der Entwicklung der Elektronikindustrie wird der Pitch der BGA immer kleiner. Wenn die Form des BGAPAD unregelmäßig ist, ist der Abstand zwischen den PADs an einigen Stellen kleiner als der Standardwert. Abbildung 8: Die Neigung des BGA beträgt 0,5mm und der Durchmesser des PAD ist 0,24mm. Dann ist der Standard für den Abstand zwischen PADs 0,26mm, aber an einigen Stellen ist der Abstand nur 0,12mm.

Vier. BGA ohne Zinn

BGA-Lötstellen wurden durch Röntgen geprüft, und die Lötstellen haben verschiedene Formen und Größen, und es gibt Probleme mit falscher Löt- und Lötverzuglichkeit.

Ursachenanalyse:

Schlechtes Schablonenöffnungsdesign erschwert das Entformen der Lötpaste

Lösung:

1. Ändern Sie die Größe der Stahlgitteröffnung und verbessern Sie den Stahlgitterproduktionsprozess

2. Passen Sie die Druckparameter an

Die traditionelle Lochöffnungsmethode von BGA ist rund. Eine weitere Methode zum Öffnen von Löchern sind quadratische abgerundete Ecken. Das Loch ist mit der gleichen Größe wie der Durchmesser und die Seitenlänge gemacht. Es ist besser als die traditionelle runde Form, aber es ist notwendig zu bewerten, ob die Menge des Zinns dazu führt, dass die BGA mit dem Zinn verbunden wird, wenn die quadratische runde Ecke für die Öffnungsmethode verwendet wird. Für 0,5mm Pitch BGA wird aufgrund seiner geringen Öffnungsgröße empfohlen, dass das Stahlgewebe durch Laserschneiden und Elektropolieren hergestellt wird.

3. Die Partikelgröße des Metallpulvers in der Lötpaste ist zu groß und verursacht Schwierigkeiten beim Entformen.

Gegenmaßnahmen:

1. Wählen Sie den geeigneten Metallpulverpartikelgrößentyp entsprechend den Anforderungen des Produkts

Es gibt verschiedene Größen der Metallpulverpartikelgröße in der Lötpaste, und die folgenden Arten existieren entsprechend der Pulverteilchengröße J-STD-005.

Fünf. BGA-Offset

Die BGA-Lötstellen werden durch Röntgen geprüft, und die Lötstellen weichen von der PAD-Position ab, und es gibt Probleme mit falscher Löt- und Lötversicherheit.

Ursachenanalyse:

Die Platzierungsgenauigkeit der Bestückungsmaschine reicht nicht aus

Es ist bekannt, dass die Selbstkorrekturfähigkeit bleifreier Lotpaste schlechter ist als die bleifreier Lotpaste. Im bleifreien Prozess können die falsch ausgerichteten Komponenten während des Reflow-Prozesses nicht durch ihre eigene Korrekturfähigkeit korrigiert werden.

Lösung:

Verbesserung der Platzierungsgenauigkeit der Ausrüstung.

Sechs. BGA Lötschnittstellentrennung (zwischen Lötkugel und Leiterplatte)

Die BGA-Komponente ist nach Reflow elektrisch leitfähig, aber im folgenden Hoch- und Tieftemperaturzyklus, bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, Vibrations- und Falltest erscheint die Verbindung des BGA-Phänomens INT.

Ursachenanalyse:

1. Das Reflow-Profil ist nicht richtig eingestellt, und der BGA Lötball und Leiterplatte haben kein gutes Löten gebildet.

Lösung:

1. Beziehen Sie sich auf das Reflow-Profil der Lotpaste und BGA, um das Profil neu einzustellen, um die Zeit über 220 Grad zu verlängern und die Spitzentemperatur zu erhöhen.

2. PCB-Galvanik ist schlecht, wie das "Blackpad"-Phänomen in ENIG-Finish-PCB, das dazu führt, dass die Haftfestigkeit zwischen der PCB und dem Lot abnimmt. Nach einer leichten Kraft brechen die Leiterplatte und das Lot, wie in Abbildung 12 gezeigt.

2. Vor der Leiterplattenproduktion muss es die Überprüfung der Schweißfestigkeit bestehen, verzinnten Kupferdrahtlötkolben verwenden, um auf dem BGAPAD zu löten und dann seine Zugkraft zu testen.

3. Einrichtung eines Leiterplattenhersteller Verwaltungstabelle, Zählen Sie alle fehlerhaften PCB-Rekorde, und wählen Leiterplattenherstellers mit stabiler Qualität und starker umfassender Stärke wie Kundendienst.

Zusammenfassend:

Aufgrund der Notwendigkeit, miniaturisierte elektronische Verpackungen mit hoher Dichte herzustellen, sind BGA und CSP mittlerweile gängige Verpackungsformen geworden. Die unsichtbare Lötstellenformung stellt jedoch höhere Anforderungen an Montage und Nacharbeit. Darüber hinaus erschweren die für BGA- und CSP-Verpackungen erforderliche High-Density-Substrattechnologie und die Implementierung bleifreier Substrate die Prozesssteuerung. Das bleifreie Löten von BGA ist unserer eingehenderen Forschung und Analyse würdig, um die Zuverlässigkeit des Produkts zu verbessern.