Technologie PCB - Causes possibles de l'effet oreiller BGA (type appuie - tête)

Salle de conférence PCBA: causes possibles de l'effet oreiller BGA (type appuie - tête)

La tête dans l'oreiller (HIP) se réfère au mauvais phénomène des points de soudure, la forme de l'appui - tête humain sur l'oreiller tire son nom.

L'effet oreiller (head in pillow, hip) est principalement utilisé pour décrire les composants BGA d'une carte de circuit imprimé. Le gauchissement ou la déformation causée par d'autres raisons sépare les billes de soudage de BGA de la pâte à souder imprimée sur la carte de circuit imprimé PCB. Lorsque la carte traverse la zone de reflux à haute température, la température diminue progressivement et se refroidit. A ce moment, la déformation de la carte support IC et de la carte de circuit revient également lentement à l'état qu'elle était avant la déformation (parfois sans revenir en arrière), mais la température à ce moment est déjà inférieure à la température de fusion des billes de soudure et de la pâte à souder, c'est - à - dire, Boule de soudure et pâte à souder il a condensé de l'état fondu à l'état solide. Lorsque le gauchissement de la plaque porteuse BGA et de la carte de circuit revient lentement à la forme qu'ils avaient avant la déformation, les billes de soudure et la pâte à souder qui étaient devenues solides se touchent à nouveau, créant ainsi quelque chose qui ressemble à une tête sur un oreiller - une forme de soudure avec une fausse soudure ou une fausse soudure.

Détection Hip (appui - tête)

Selon la théorie ci - dessus, la plupart des effets d'oreiller (HIP) devraient se produire sur les bords des pièces BGA, en particulier dans les coins, où la déformation est la plus grave. Si c'est le cas, vous pouvez essayer d'utiliser un microscope ou une fibre optique pour voir à travers un miroir, mais souvent, seules les deux rangées de billes de soudure les plus extérieures peuvent être vues de cette façon et il est difficile de les identifier davantage à l'intérieur. De plus, pour observer les billes de soudage BGA de cette manière, il faut s'assurer qu'aucune partie haute ne bloque la vue à côté des billes de soudage. La conception haute densité de la carte de circuit imprimé a maintenant de grandes limites dans la mise en œuvre.

En outre, l'effet d'oreiller (HIP) est souvent difficile à détecter à partir des machines d'inspection à rayons X 2D actuelles, car la plupart des rayons X ne peuvent être examinés que de haut en bas et l'emplacement de la tête brisée n'est pas visible. S'il y en a, il peut tourner de haut en bas. Il devrait être possible d'observer l'angle des rayons X. Il peut parfois être détecté par des tests in - Board (ICT, in Circuit Test) et des tests fonctionnels (fvt, Function Verification Test), car de telles machines utilisent généralement des méthodes de fonctionnement en aiguille, ce qui nécessite une pression externe supplémentaire sur la carte. De cette façon, les boules de soudure adjacentes et la pâte à souder ont une chance de se séparer, mais il y aura encore beaucoup de produits défectueux qui affluent sur le marché et souvent ces produits défectueux sont rapidement identifiés par le client comme ayant des problèmes fonctionnels et retournés. Par conséquent, comment prévenir l'effet d'oreiller est En fait une question importante pour SMT.

En outre, vous pouvez également envisager une plaque de combustion (burn / in) pour filtrer la plaque Hip (si vous Brûlez le placage pour augmenter la température), car pendant la combustion, la température de la plaque augmente, la température augmente. La plaque se déforme, la plaque se déforme, les points de soudure soudés à l'air / faux soudés ont une chance d'apparaître. Par conséquent, lors de l'incinération de la machine, des procédures doivent être ajoutées pour effectuer des tests d'auto - diagnostic. Si l'emplacement du hip n'est pas sur le circuit testé par le programme, il ne peut pas être trouvé. Entre les ns.

À l'heure actuelle, les méthodes les plus fiables pour analyser les phénomènes indésirables Hip sont la méthode de pénétration de colorant rouge et la méthode de coupe transversale, mais les deux sont des tests destructifs, de sorte qu'ils ne sont pas recommandés sauf si nécessaire.

Récemment, la technologie [3D X - ray CT] a fait une percée pour vérifier efficacement les inconvénients de ce type de soudage Hip ou NWO (non humide ouvert), qui a progressivement gagné en popularité, mais le coût de la machine n'est toujours pas suffisant. Juste bon marché.

Les causes possibles du hip

Bien que l'effet d'oreiller se produise lors du soudage par refusion, la cause réelle de l'effet d'oreiller peut être attribuée à un mauvais matériau, tandis que du côté de l'usine d'assemblage de cartes, elle peut être attribuée à l'impression de pâte à souder, au placement de pièces / tranches. Précision et réglage de la température du four de soudage à reflux... Etc.

Voici quelques causes possibles des inconvénients de l’effet oreiller (HIP):

1. Boîtier BGA (Encapsulation)

Si des billes de soudure de tailles différentes sont présentes dans le même boîtier BGA, les billes de soudure plus petites sont sujettes aux inconvénients de l'effet d'oreiller.

De plus, lorsque la résistance à la température de la plaque porteuse du boîtier BGA est insuffisante, la plaque porteuse peut se déformer et se déformer lors du soudage à reflux, créant ainsi un effet d'oreiller.

(le substrat est déformé, la taille du renflement est incohérente)

Boules Hip différentes tailles

2. Impression de pâte à souder

La quantité de pâte imprimée sur les Plots est différente ou la présence de trous dits de passage de Plots sur la carte de circuit imprimé entraînera la possibilité que la pâte ne puisse pas toucher les billes de soudure. Et forme un effet oreiller.

En outre, si l'impression de pâte à souder est trop éloignée des plots de la carte de circuit imprimé, cela se produit généralement lors de l'assemblage de plusieurs cartes. Lorsque la pâte à souder fond, elle ne fournira pas assez de soudure pour former un pont, ce qui aura une chance de provoquer un effet d'oreiller.

(volume insuffisant de pâte à souder, impression mal alignée)

Impression de pâte à souder Hip inégale impression offset de pâte à souder Hip

Si la précision de la machine de placement est insuffisante ou si la position et l'angle XY ne sont pas correctement ajustés lors du placement des pièces, le problème des billes de soudage BGA et des plots mal alignés se pose également.

De plus, lors du placement de pièces IC sur la carte, les possibilités de placement réduisent légèrement la distance de l'axe Z pour assurer un contact efficace des billes de soudage BGA avec la pâte de soudage sur les plots de la carte, assurant ainsi le soudage BGA lors du soudage par retour. Les billes sont parfaitement soudées aux plots de la carte. Si la force ou la formation de la pression vers le bas de l'axe Z est insuffisante, certaines billes de soudure peuvent ne pas toucher la pâte à souder, ce qui entraînera des chances de hip.

(XY placement inexact, force de placement insuffisante)

Pièces Hip placer des pièces Hip décalées sous pression

4. Profil de reflux

Lorsque la température de reflux ou la vitesse de chauffage n'est pas réglée correctement, des problèmes tels que l'absence de fusion de l'étain ou de flexion ou de gauchissement de la carte de circuit imprimé et de la plaque porteuse BGA sont susceptibles de se produire, ce qui formerait un hip. Vous pouvez vous référer à l'article sur les causes possibles de soudage BGA et de court - circuit simultanés pour connaître le soudage BGA causé par les cartes porteuses BGA et les cartes de circuits imprimés en raison de la grande différence cte et de la durée excessive du Tal (temps au - dessus du liquide). Et l'analyse des courts - circuits.

En outre, il est à noter que si la température de la zone de préchauffage augmente trop rapidement, il est facile de provoquer une volatilisation prématurée du flux, susceptible de former une oxydation du flux, entraînant un mauvais mouillage. Deuxièmement, il est préférable de ne pas réguler la température de pointe trop haut ou trop longtemps. Il est recommandé de se référer aux recommandations de température et de temps des pièces.

Déformation des composants Hip

5. Oxydation des billes de soudure

Une fois le BGA terminé dans l'usine de PCB, la sonde sera utilisée pour les tests fonctionnels avec des billes de soudage par contact. Si la propreté de la sonde n'est pas bien traitée, les contaminants sur les billes de soudage BGA peuvent être contaminés, ce qui entraîne une mauvaise soudure. Deuxièmement, si les boîtiers BGA ne sont pas correctement stockés dans un environnement à température et humidité contrôlées, il y a de fortes chances que les billes de soudure soient oxydées, ce qui affecte les propriétés de liaison de la soudure.