PCB 기술 - BGA 베개 효과의 가능한 원인 (헤드 베개식)

PCBA 강연장: BGA 베개 효과의 가능한 원인(헤드베개식)

베개 속의 머리(HIP)는 용접점의 불량 현상을 말하는데, 사람의 머리가 베개에 베인 모양으로 인해 붙여진 이름이다.

베개 효과 (헤드 베개, HIP) 는 주로 회로 기판의 BGA 부품을 설명하는 데 사용됩니다.다른 원인으로 인한 꼬임 또는 변형은 BGA의 용접구를 PCB 회로 기판에 인쇄된 용접고와 분리합니다.회로 기판이 고온 환류 구역을 통과할 때, 온도는 점차 내려가 냉각된다.이때 IC 캐리어판과 회로기판의 변형도 서서히 변형 전의 상태로 회복된다 (때로는 돌아가지 않는다). 그러나 이때의 온도는 이미 용접구와 용접고의 용해온도보다 낮다. 다시말하면용접구와 용접고는 이미 용융 상태에서 고체로 응결되었다.BGA 캐리어와 회로 기판의 꼬임이 변형되기 전의 모양으로 서서히 회복되면 이미 고체로 변한 용접구와 용접고가 다시 서로 접촉하여 베개의 머리와 비슷한 물건인 가짜 용접 또는 가짜 용접의 용접 모양을 형성합니다.

HIP(헤드 베개) 테스트

상술한 이론에 따르면, 대부분의 베개 효과 (HIP) 는 BGA 부품의 가장자리, 특히 코너에서 발생해야 한다. 왜냐하면 그곳의 굴곡이 가장 심하기 때문이다.만약 이런 상황이라면 현미경이나 광섬유내부관찰을 사용하여 거울을 통해 관찰할수 있지만 일반적으로 가장 바깥쪽의 두줄의 용접구만 이런 방식으로 볼수 있으며 내부에서 그것들을 진일보 식별하기 어렵다.또 이런 방식으로 BGA 용접구를 관찰하려면 용접구 옆에 높은 부분이 시야를 가리지 않도록 해야 한다.현재 회로기판의 고밀도 설계는 실현에 상당한 제한이 있다.

또한 베개 효과 (HIP) 는 대부분의 X선이 위에서 아래로만 검사되고 깨진 머리의 위치가 보이지 않기 때문에 현재 2D X선 검사기에서 쉽게 찾을 수 없습니다.있으면 위아래로 회전할 수 있습니다.엑스선의 각도는 관찰될 수 있을 겁니다.보드 내부 테스트(ICT, in Circuit test) 및 기능 테스트(FVT, function Verification test)를 통해 테스트할 수 있는 경우가 있는데, 이 기계는 일반적으로 회로 기판에 추가 외부 압력을 가하는 침상 조작 방법을 사용하기 때문이다.,따라서 인접한 용접구와 용접고는 분리할 기회가 있지만 여전히 많은 결함 제품이 시장에 유입될 수 있으며, 일반적으로 이러한 결함 제품은 고객에게 기능 문제가 발견되어 곧 반환됩니다. 따라서 베개 효과를 방지하는 방법은 실제로 SMT의 중요한 문제입니다.

또한 연소판 (Burn/In) 을 고려하여 HIP 판 (단판을 연소하여 온도를 높이는 경우) 을 필터링할 수도 있습니다. 연소 과정에서 판의 온도가 높아지고 온도가 높아지기 때문입니다. 판이 변형되고 판이 변형되며 빈 용접/가짜 용접의 용접점이 나타날 기회가 있습니다.따라서 기계를 소각할 때 자가 진단 테스트를 할 수 있도록 프로그램을 추가해야 한다.HIP의 위치가 프로그램이 테스트한 회로에 없으면 찾을 수 없습니다.NS。

현재 HIP 불량 현상을 분석하는 데 더 확실한 방법은 적색 염료 침투법과 횡단면법이지만 두 방법 모두 파괴적 테스트이므로 필요하지 않으면 사용하는 것이 권장되지 않습니다.

최근 [3D X선 CT] 기술은 이러한 유형의 HIP 또는 NWO (비습식 개방) 용접의 단점을 효과적으로 검사할 수 있는 돌파구를 마련했으며, 점차 유행하고 있지만 기계의 비용은 여전히 부족하다.그냥 싸요.

HIP의 가능한 이유

환류용접과정에서 쿠션효과가 나타나지만 쿠션효과의 실제원인은 재료차로 거슬러올라갈수 있고 회로기판조립공장 한쪽에서는 용접고의 인쇄, 부품/절편의 배치로 거슬러올라갈수 있다.환류로의 정밀도와 온도 설정...등

다음은 베개 효과 (HIP) 단점의 몇 가지 가능한 원인입니다.

1. BGA 포장(포장)

같은 BGA 패키지에 다른 크기의 용접구가 있는 경우 작은 용접구는 베개 효과의 단점이 나타나기 쉽다.

또한 BGA에 패키지된 캐리어 보드의 내온성이 부족할 때 캐리어 보드는 환류 용접 중에 구부러지고 변형되어 베개 모양의 효과를 형성할 수 있습니다.

(베이스 플레인, 볼록 크기 불일치)

HIP 볼 사이즈가 달라요.

2. 용접고 인쇄

용접판에 인쇄된 용접고의 수량이 다르거나 회로판에 이른바 오버홀 용접판이 존재하므로 용접고가 용접구에 접촉하지 못할 가능성이 있다.베개 효과를 낸다.

또한 용접고 인쇄가 회로 기판의 용접판에서 너무 멀리 떨어져 있는 경우 일반적으로 여러 기판을 조립할 때 발생합니다.용접고가 녹으면 다리를 형성하기 위해 충분한 용접재를 제공할 수 없으며, 이는 베개 효과를 일으킬 기회가 있을 것이다.

(용접 부피 부족, 인쇄 오류)

HIP 용접고 인쇄가 고르지 않음 HIP 용접 풀 인쇄 오프셋 인쇄

3. 배치 기계 정밀도 부족 (선택 및 배치)

부품을 배치할 때 배치 기계의 정밀도가 부족하거나 XY 위치와 각도가 제대로 조정되지 않으면 BGA 용접구와 용접판이 어긋나는 문제도 발생한다.

또한 회로 기판에 IC 부품을 배치할 때 배치 기회가 Z축 거리를 약간 낮추어 BGA 용접구가 회로 기판 용접판의 용접고와 효과적으로 접촉하여 환류 용접 과정에서 BGA 용접을 보장합니다.볼은 보드의 용접판에 완벽하게 용접됩니다.Z축이 아래로 내려가는 힘이나 형성이 부족한 경우 일부 용접구가 용접고에 닿지 않아 HIP 기회가 발생할 수 있습니다.

(XY 배치가 정확하지 않아 배치력이 부족함)

압력에서 HIP 부품 오프셋 배치

4. 회류 단면

회류 온도 또는 가열 속도 설정이 올바르지 않으면 주석이 녹지 않거나 회로 기판 및 BGA 캐리어 보드가 구부러지거나 보드가 구부러지는 등의 문제가 발생하기 쉬우며 이는 HIP를 형성합니다.BGA 용접과 합선이 동시에 발생하는 가능한 원인에 대한 기사를 참고하여 CTE의 차이가 크고 TAL(액체 위의 시간)이 너무 길어서 BGA 캐리어판과 회로판으로 인한 BGA 용접을 알 수 있습니다.그리고 단락 분석.

이밖에 예열구역의 온도가 너무 빨리 상승하면 용접제가 너무 일찍 휘발되고 용접재가 쉽게 산화되여 윤습성이 떨어지게 된다.둘째, 피크 온도를 너무 높거나 길게 조절하지 않는 것이 좋습니다.부품의 온도 및 시간 권장 사항을 참조하는 것이 좋습니다.

HIP 부품 꼬임

5. 용접구 산화

PCB 공장에서 BGA가 완료되면 프로브는 용접구에 접촉하여 기능 테스트를 하는 데 사용될 것이다.프로브의 청결도가 제대로 처리되지 않으면 BGA 용접구의 오염물이 오염돼 용접이 불량해질 수 있다.둘째, BGA 패키지가 온도와 습도가 제어되는 환경에 제대로 저장되지 않으면 용접구가 산화되어 용접재의 결합 성능에 영향을 줄 가능성이 높다.