Leiterplattentechnisch - Mögliche Ursachen für BGA Pillow Effect (head-in-pillow)

PCBA lecture hall: possible causes of the BGA pillow effect (head-in-pillow)

Head-in-Pillow (HIP) bezieht sich auf das unerwünschte Phänomen von Lötstellen, das nach der Form des Kopfes einer Person benannt ist, der auf einem Kissen ruht.

The pillow effect (Head-in-Pillow, HIP) is mainly used to describe the BGA parts of the circuit board. Verzug oder Verformung durch andere Ursachen trennt die Lötkugel des BGA von der Lötpaste, die auf dem Leiterplatte. Wenn die Leiterplatte durch die Hochtemperatur-Reflow-Zone geht, die Temperatur sinkt allmählich und kühlt ab. Zur Zeit, the IC carrier board and The deformation of the circuit board also slowly returns to the state before the deformation (sometimes it will not go back), aber die Temperatur zu diesem Zeitpunkt ist bereits niedriger als die Schmelztemperatur der Lötkugel und Lötpaste, das heißt,, Lötkugel und Lötpaste Es hat sich bereits aus dem geschmolzenen Zustand zurück in den festen Zustand kondensiert. Wenn die Verzug der BGA Trägerplatte und der Leiterplatte langsam in die Form vor der Verformung zurückkehrt, Lötkugel und Lötpaste, die fest geworden sind, kommen wieder in Kontakt miteinander, So entsteht etwas wie ein Kopf, der auf einem Kissen aufliegt Schweißform des falschen Schweißens oder des falschen Schweißens.

HIP-Erkennung (Head-In-Pillow)

Gemäß der obigen Theorie sollte der größte Teil des Kisseneffekts (HIP) an den Kanten der BGA-Teile auftreten, insbesondere an den Ecken, da die Verzug dort am schwersten ist. Wenn dies der Fall ist, können Sie versuchen, ein Mikroskop oder Glasfaser interne Betrachtung zu verwenden. Beobachten Sie durch einen Spiegel, aber normalerweise sind nur die beiden äußersten Reihen von Lötkugeln auf diese Weise zu sehen, und es ist schwierig, sie weiter innen zu identifizieren. Um die BGA Lötkugeln auf diese Weise zu beobachten, müssen Sie außerdem sicherstellen, dass sich keine hohen Teile daneben befinden, die die Sichtlinie blockieren. Jetzt die Leiterplatte Das High-Density-Design ist in der Umsetzung recht restriktiv.

Darüber hinaus ist der Kisseneffekt (HIP) in der Regel schwer von der aktuellen 2D-Röntgeninspektionsmaschine zu finden, da der Großteil des Röntgenstrahls nur von oben nach unten inspiziert werden kann und die Position des gebrochenen Kopfes nicht sichtbar ist. Wenn ja, kann es auf und ab gedreht werden. Der Winkel der Röntgenstrahlung sollte beobachtet werden können. Manchmal kann es durch eingebauten Test (IKT, In Circuit Test) und Funktionstest (FVT, Funktionsprüfung Test) erkannt werden, da diese Art von Maschine normalerweise eine Nadelbett-Betriebsmethode verwendet, die zusätzlichen externen Druck auf die Leiterplatte erfordert., Damit die Lötkugeln und Lötpaste, die nebeneinander lagen, eine Chance haben, sich zu trennen, aber es gibt immer noch viele defekte Produkte, die in den Markt fließen, normalerweise werden solche defekten Produkte von Kunden schnell gefunden, um Funktionsprobleme zu haben und zurückgegeben werden. Daher ist es tatsächlich ein wichtiges Problem für SMT, wie man den Kisseneffekt verhindert.

Darüber hinaus können Sie auch erwägen, die Platine zu verbrennen (Burn/In), um die Platinen mit HIP herauszufiltern (wenn das Furnier verbrannt wird, um die Temperatur zu erhöhen), weil die Temperatur der Platine während des Brennens steigt und die Temperatur wird. Die Platine ist deformiert, die Platine ist deformiert und die Lötstellen des leeren/gefälschten Lötens haben eine Chance, zu erscheinen. Daher muss das Programm für Selbstdiagnosetest beim Brennen der Maschine hinzugefügt werden. Wenn sich der Standort des HIP nicht auf der Schaltung des Programmtests befindet, kann er nicht gefunden werden. NS.

Derzeit sind die zuverlässigeren Methoden zur Analyse der negativen Phänomene von HIP Rotfarbstoff Penetration und Querschnitt, aber beide Methoden sind zerstörerische Tests, so dass es nicht empfohlen wird, sie zu verwenden, wenn nicht erforderlich.

Vor kurzem hat die Technologie von [3D-Röntgen-CT] einen Durchbruch gemacht, der die Mängel dieser Art von HIP- oder NWO-Schweißen (Non-Wet-Open) effektiv überprüfen kann, und es ist allmählich populär geworden, aber die Kosten der Maschine sind immer noch nicht genug. Nur billig.

Mögliche Ursachen für HIP

Obwohl der Kisseneffekt während des Reflow-Lötens auftritt, kann die tatsächliche Ursache des Kisseneffekts auf schlechte Materialien zurückgeführt werden, und auf der Seite der Leiterplattenmontageanlage kann er auf den Druck von Lötpaste, die Platzierung von Teilen/Scheiben zurückgeführt werden. Die Genauigkeit und die Temperatureinstellung des Reflow-Ofens... etc.

Im Folgenden sind einige mögliche Gründe für die Nachteile des Kisseneffekts (HIP):

1. BGA-Paket (Paket)

Wenn es Lötkugeln unterschiedlicher Größe im gleichen BGA-Paket gibt, sind die kleineren Lötkugeln anfällig für den Nachteil des Kisseneffekts.

Wenn die Temperaturbeständigkeit der Trägerplatte des BGA-Pakets unzureichend ist, kann die Trägerplatte während des Reflow-Lötens verzerrt und verformt werden, wodurch ein Kisseneffekt entsteht.

(Verzug des Substrats, inkonsistente Beulengröße)

HIP-Kugelgrößen variieren

2. Lötpastendruck

Die Menge an Lötpaste, die auf dem Lötpad gedruckt wird, ist unterschiedlich, oder es gibt sogenannte Via-in-Pads auf der Leiterplatte, die die Möglichkeit verursachen, dass die Lötpaste die Lötkugeln nicht berühren kann. Und einen Kisseneffekt bilden.

Wenn der Lotpastendruck zu weit von den Lötpads der Platine abweicht, tritt dies in der Regel bei der Montage mehrerer Platinen auf. Wenn die Lotpaste schmilzt, liefert sie nicht genug Lot, um eine Brücke zu bilden, die eine Chance hat, einen Kisseneffekt zu verursachen.

(unzureichendes Lotpastenvolumen, Druckfehler)

HIP-Lötpaste Drucken Ungleiche HIP-Lötpaste Drucken Offset

Wenn die Präzision der Bestückungsmaschine unzureichend ist oder die XY-Position und der Winkel beim Platzieren der Teile nicht richtig eingestellt werden, tritt auch das Problem der Fehlausrichtung der BGA-Lötkugeln und der Lötpads auf.

Darüber hinaus wird die Platzierungsmaschine den Z-Achsenabstand beim Platzieren von IC-Teilen auf der Leiterplatte leicht drücken, um sicherzustellen, dass die BGA-Lötkugeln in effektivem Kontakt mit der Lötpaste auf den Leiterplattenpads sind, so dass BGA-Löten während des Reflow-Lötens sichergestellt werden kann. Die Kugeln sind perfekt mit den Pads der Platine verlötet. Wenn die Kraft oder Bildung des Z-Achsen-Abwärtsdrucks unzureichend ist, besteht die Chance, dass einige Lötkugeln nicht in der Lage sind, die Lötpaste zu berühren, was die Chance auf HIP verursacht.

(Ungenaue XY-Platzierung, unzureichende Platzierungskraft)

HIP-Teile werden versetzt HIP-Teile unter Druck gesetzt

4. Rückflussprofil

Wenn die Reflow-Temperatur oder die Heizrate nicht richtig eingestellt ist, treten Probleme wie kein Zinnschmelzen oder keine Leiterplatte und BGA-Trägerplatte Biegen oder Leiterplattenverwöhnung leicht auf, die HIP bilden. Sie können den Artikel über mögliche Ursachen des gleichzeitigen BGA-Lötens und Kurzschlusses lesen, um das BGA-Löten zu verstehen, das durch die BGA-Trägerplatine und die Leiterplatte aufgrund der großen Differenz in CTE und der zu langen TAL (Time Above Liquids) verursacht wird. Und Kurzschlussanalyse.

Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass, wenn die Temperatur der Vorwärmzone zu schnell ansteigt, es den Fluss leicht antreibt, sich vorzeitig zu verflüchtigen, was leicht Lotoxidation bildet und eine schlechte Benetzung verursacht. Zweitens ist es besser, die Spitzentemperatur nicht zu hoch oder zu lang einzustellen. Es wird empfohlen, die Temperatur- und Zeitempfehlungen der Teile zu beachten.

Krümmung von HIP-Teilen

5. Oxidation der Lötkugel

Nach Abschluss des BGA in der Leiterplattenfabrik, Die Sonde wird verwendet, um die Lötkugeln für Funktionstests zu kontaktieren. Wenn die Sauberkeit der Sonde nicht gut behandelt wird, Es besteht die Möglichkeit, dass Verunreinigungen auf den BGA-Lötkugeln kontaminiert werden und zu schlechtem Löten führen. Zweitens, wenn das BGA-Paket nicht ordnungsgemäß in einer Temperatur- und Feuchtigkeitskontrollierten Umgebung gelagert wird, Es besteht eine gute Chance, dass die Lötkugeln oxidiert werden, um die Bindungseigenschaften des Lots zu beeinflussen.