PCB技術 - BGA枕効果の可能性

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

枕（HIP）の頭は、枕の上で休んでいる人の頭の形の後で名前をつけられます。

The pillow effect (Head-in-Pillow, HIP) is mainly used to describe the BGA parts of the circuit board. 他の原因によって引き起こされる反り又は変形は、BGAのはんだボールをはんだボールから印刷したはんだペーストから分離する PCB回路基板. 回路基板が高温リフロー領域を通過するとき, 温度がだんだん下がって冷える. この時に, 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), しかし、このときの温度は、はんだボールおよびはんだペーストの溶融温度よりも低い, 即ち, はんだボールとはんだペーストは既に溶融状態から固体状態に戻る. BGAキャリアボードと回路基板の反りが徐々に変形前の形状に戻ると, はんだボールとはんだペーストは、固体となって再び接触する, このように、偽りの溶接または偽りの溶接の枕の溶接の形で休んでいる頭のようなものを形成する.

腰（枕の頭）発見

上記の理論によれば、最も重要な反りがあるので、BGAパーツ、特にコーナーの端部には、ピロー効果（HIP）の大部分が生じる。この場合、鏡を通して顕微鏡や光ファイバ内視鏡を使用しようとすることができますが、通常、このように2つの最外殻の半田ボールだけを見ることができます。また、このようにBGAハンダボールを観察するためには、視界を遮るためにそれらの隣に高い部品がないことを保証しなければなりません。現在、高密度実装は実装において非常に制限的である。

また，枕効果（hip）は，x線の大部分が上下から検査できるだけであり，頭部の位置を見ることができないため，現在の2次元x線検査機からは一般に困難である。ある場合は、上下に回転することができます。X線の角度を観察できる。この種の機械は通常、回路基板上に付加的な外部圧力を必要とするニードルベッド操作方法を使用するので、ボードテスト（ICT、回路試験）およびファンクションテスト（FVT、機能検証試験）によって検出することができる。はんだボールとはんだペーストは互いに隣接しているが、分離する機会があるが、市場に流入する多くの欠陥製品がまだ存在することになるので、そのような欠陥製品は、通常、顧客によって機能的な問題を抱えてすぐに発見され、その結果、枕効果を防止する方法は、実際にはSMTにとって重要な問題である。

また、基板を焼くことを考慮することができます（バーン/イン）ヒップボードで基板をフィルタリングする（場合は、板の温度を高めるために焼く）、ボードの温度が上昇するので、温度がボードが変形され、ボードが変形されると、空/偽のはんだ付けのはんだ接合が表示される機会があります。このため、機械を焼く際に自己診断テストを行う必要がある。HIPの位置がプログラムテストの回路にないならば、それは見つかりません。NS

現在，股関節の有害事象を解析するためのより信頼性の高い方法は赤色素浸透と断面積であるが，いずれも破壊試験であり，必要に応じて使用することは推奨されない。

最近では、3 D X線CTの技術は、この種のHIPやNWO（非湿式オープン）溶接の欠点を効果的に確認することができ、徐々に普及してきたが、マシンのコストはまだ十分ではない。ちょっと安い。

可能性のある股関節の原因

リフローはんだ付けの際に枕効果が発生するが、枕効果の実際の原因は貧弱な材料にたどり着くことができ、回路基板組立工場側では、はんだペーストの印刷、部品／スライスの配置に戻ることができる。リフロー炉の精度と温度設定など

以下に、枕効果（HIP）の欠点のいくつかの理由があります：

BGAパッケージ(パッケージ)

同じBGAパッケージに異なるサイズのハンダボールがある場合、より小さなハンダボールは枕効果の不利な傾向がある。

また、BGAパッケージのキャリアボードの温度抵抗が不十分な場合には、リフロー半田付け時にキャリアボードを反り変形させてピロー効果を形成することができる。

（基板の反り、衝突しないバンプサイズ）

ヒップボールのサイズ

はんだペースト印刷

半田ペーストに印刷されたはんだペーストの量は異なり、回路基板上のいわゆるビアインパッドがあるため、半田ボールがハンダボールに接触しない可能性がある。そして、枕効果を形成してください。

また、半田ペースト印刷が回路基板の半田パッドから離れてきた場合には、複数の基板を組み立てる場合には通常発生する。ハンダペーストが溶融すると、十分な半田ができず、枕効果が生じる。

（ハンダペースト量不足、印刷ミスアライメント）

ヒップハンダペースト印刷不均一ハンダペースト印刷オフセット

（3）設置機の精度が悪い

部品を配置する際に配置機の精度が不足したり、XY位置や角度が正しく調整されない場合には、BGA半田ボールや半田パッドの位置ずれの問題も生じる。

さらに、BGAハンダボールが回路基板パッド上の半田ペーストと効果的に接触していることを確実にするために、回路基板上にIC部品を配置するときに、配置機はわずかにZ軸距離を押下する。ボールは、回路基板のパッドに完全にはんだ付けされる。Z軸下向き圧力の力または形成が不十分であると、はんだボールがはんだペーストに接触することができず、ヒップの機会が生じる可能性がある。

（厳密なxy配置、不十分な配置力）

ヒップパーツは、圧力の下でオフセットヒップパーツを配置されます

リフロープロファイル

リフロー温度や加熱速度が適切に設定されていない場合には、スズ溶融や回路基板やBGAキャリア基板の曲げや基板の反りなどの問題が起こり易くなり、ヒップを形成する。BGAはんだ付けと短絡回路の同時原因の可能性については、BGAのキャリアボードと回路基板に起因するBGAはんだ付けを理解するために、CTEとあまりにも長い（液体の上の時間）の大きな違いに起因する記事を参照することができます。と短絡解析。

加えて、予熱領域の温度があまりに速く上昇すると、容易にフラックスを駆動して予備的に揮発することができ、それは半田酸化を容易に形成し、濡れ不良を引き起こす。第二に、ピーク温度をあまり高くしたり、長すぎるように調整しない方がよい。部品の温度と時間推奨を参照することをお勧めします。

ヒップパーツ

はんだボール酸化

BGAが完成した後 PCB工場, プローブは、機能試験のために半田ボールに接触するために使用される. プローブの清潔さがよくない場合, 汚染物質がBGAはんだボールに汚染され、はんだ付けが困難になる可能性がある. 第二に, BGAパッケージが温度および湿度制御環境に適切に格納されない場合, はんだボールの接合性に影響を与えるために半田ボールが酸化される可能性がある.