Teknik PCB - Possible causes of BGA pillow effect (head-in-pillow)

Hal pelajaran PCBA: penyebab kemungkinan kesan bantal BGA (kepala-dalam-bantal)

Kepala dalam Pillow (HIP) merujuk kepada fenomena yang tidak diinginkan dari kongsi tentera, yang dinamakan mengikut bentuk kepala seseorang berbaring di atas bantal.

Kesan bantal (Head-in-Pillow, HIP) terutama digunakan untuk menggambarkan bahagian BGA papan sirkuit. Warpage atau deformasi disebabkan oleh sebab lain memisahkan bola solder BGA dari tampang solder yang dicetak pada papan sirkuit PCB. Apabila papan sirkuit melewati zon suhu tinggi, suhu secara perlahan-lahan menurun dan sejuk. Pada masa ini, papan pembawa IC dan deformasi papan sirkuit juga perlahan-lahan kembali ke keadaan sebelum deformasi (kadang-kadang ia tidak akan kembali), tetapi suhu pada masa ini sudah lebih rendah daripada suhu mencair bola askar dan pasta askar, iaitu, Bola tentera dan pasta tentera sudah dikondensasi dari keadaan cair kembali ke keadaan kuat. Apabila halaman perang papan pembawa BGA dan papan sirkuit perlahan-lahan kembali ke bentuk sebelum deformasi, bola tentera dan pasta tentera yang telah menjadi kuat akan datang ke kontak dengan satu sama lain lagi, dengan cara ini membentuk sesuatu seperti kepala berehat pada bentuk penyelut bantal bentuk penyelut palsu atau penyelut palsu.

Pengesanan HIP (Head-In-Pillow)

Menurut teori di atas, kebanyakan kesan bantal (HIP) patut berlaku pada pinggir bahagian BGA, terutama sudut, kerana halaman perang adalah yang paling serius di sana. Jika ini adalah kes, and a boleh cuba menggunakan mikroskop atau pemandangan dalam serat optik Perhatikan melalui cermin, tetapi biasanya hanya dua baris luar bola tentera boleh dilihat dengan cara ini, dan ia sukar untuk mengenalpasti mereka lebih jauh di dalam. Selain itu, untuk memerhatikan bola askar BGA dengan cara ini, anda mesti memastikan bahawa tidak ada bahagian tinggi di sebelah mereka untuk menghalangi garis penglihatan. Sekarang papan sirkuit desain densiti tinggi agak sempadan dalam pelaksanaan.

Selain itu, kesan bantal (HIP) biasanya sukar ditemui dari mesin pemeriksaan X-Ray 2D semasa, kerana kebanyakan X-Ray hanya boleh diperiksa dari atas ke bawah, dan kedudukan kepala patah tidak dapat dilihat. Jika ada, ia boleh diputar ke atas dan ke bawah. Sudut X-Ray patut boleh dilihat. Kadang-kadang ia boleh dikesan dengan ujian dalam papan (ICT, dalam ujian sirkuit) dan ujian fungsi (FVT, ujian pengesahan fungsi), kerana jenis mesin ini biasanya menggunakan kaedah operasi katil jarum, yang memerlukan tekanan luar tambahan pada papan sirkuit. Jadi bola askar dan pasta askar yang ada di sebelah satu sama lain mempunyai peluang untuk berpisah, tetapi masih akan ada banyak produk cacat mengalir ke pasar, biasanya produk cacat seperti ini akan ditemui dengan cepat oleh pelanggan untuk mempunyai masalah berfungsi dan dikembalikan Oleh itu, bagaimana untuk mencegah kesan bantal sebenarnya adalah isu penting untuk SMT.

Selain itu, and a juga boleh pertimbangkan membakar papan (Burn/In) untuk menapis papan dengan HIP (jika veneer dibakar untuk meningkatkan suhu), kerana suhu papan akan meningkat semasa membakar, dan suhu akan menjadi deformasi papan, papan adalah deformasi, dan kongsi tentera tentera kosong/palsu mempunyai peluang untuk muncul. Oleh itu, program mesti ditambah untuk ujian diagnosis diri apabila membakar mesin. Jika lokasi HIP tidak berada dalam sirkuit ujian program, ia tidak dapat ditemui. NS.

Pada masa ini, kaedah yang lebih dipercayai untuk menganalisis fenomena negatif HIP adalah Penetration Red Dye dan Cross Section, tetapi kedua-dua kaedah ini adalah ujian musnah, jadi ia tidak disarankan untuk menggunakannya kecuali diperlukan.

Baru-baru ini, teknologi [3D X-Ray CT] telah membuat penerbangan, yang boleh secara efektif memeriksa kekurangan jenis ini HIP atau NWO (Non-Wet-Open) penywelding, dan ia telah secara perlahan-lahan menjadi populer, tetapi biaya mesin masih tidak cukup. Hanya murah.

Possible causes of HIP

Walaupun kesan bantal berlaku semasa penyelesaian balik, penyebab sebenar kesan bantal boleh dikesan kembali ke bahan-bahan yang buruk, dan di sisi lembah pengumpulan papan sirkuit, ia boleh dikesan kembali ke cetakan pasta tentera, tempat bahagian/potongan. Ketepatan dan tetapan suhu bakar... dll.

Di bawah terdapat beberapa sebab yang mungkin untuk kelemahan kesan bantal (HIP):

1. Pakej BGA (Pakej)

Jika ada bola tentera dengan saiz yang berbeza dalam pakej BGA yang sama, bola tentera yang lebih kecil cenderung untuk kesan bantal.

Selain itu, apabila resistensi suhu papan pembawa pakej BGA tidak cukup, papan pembawa mungkin terganggu dan terganggu semasa penyelamatan kembali, dengan itu membentuk kesan bantal.

(halaman perang substrat, saiz bump tidak konsisten)

Saiz bola HIP berbeza

2. Cetakan pasta Solder

Jumlah paste tentera yang dicetak pada pad tentera berbeza, atau ada yang disebut via-in-pads pada papan sirkuit, yang akan menyebabkan kemungkinan paste tentera tidak boleh menyentuh bola tentera. Dan membentuk kesan bantal.

Selain itu, jika penyunting solder melekat terlalu jauh dari pads solder papan sirkuit, ini biasanya berlaku apabila papan berbilang dikumpulkan. Apabila tongkat askar mencair, ia tidak akan memberikan askar yang cukup untuk membentuk jambatan, yang akan mempunyai peluang untuk menyebabkan kesan bantal.

(volum lekap solder tidak mencukupi, mencetak penyesuaian salah)

Padam Cetakan HIP-Solder Ofset Cetakan HIP-Solder Tidak Bahagian

Jika ketepatan mesin tempatan tidak mencukupi atau kedudukan dan sudut XY tidak disesuaikan dengan betul bila meletakkan bahagian, masalah penyelesaian bola askar BGA dan pads askar juga akan berlaku.

Selain itu, mesin penempatan akan menekan jarak paksi Z sedikit apabila meletakkan bahagian IC pada papan sirkuit untuk memastikan bahawa bola askar BGA berada dalam kenalan yang efektif dengan tepat askar pada pads papan sirkuit, sehingga penyelamatan BGA boleh dijamin semasa penyelamatan kembali. Bola itu sempurna ditetapkan ke pads papan sirkuit. Jika kekuatan atau formasi paksi Z ke bawah tekanan tidak cukup, terdapat peluang bahawa beberapa bola tentera tidak akan dapat menghubungi pasta tentera, yang akan menyebabkan peluang HIP.

(Tempatan XY tidak tepat, kekuatan tempatan tidak cukup)

Bahagian-HIP ditempatkan bahagian-HIP ofset dibawah tekanan

4. Ulangi profil

Apabila suhu reflow atau kadar pemanasan tidak ditetapkan dengan betul, masalah seperti tiada lembaran tinju atau papan sirkuit dan pengendalian papan pembawa BGA atau pengendalian papan akan mudah berlaku, yang akan membentuk HIP. Anda boleh rujuk kepada artikel mengenai sebab-sebab mungkin bagi tentera BGA bersamaan dan litar pendek untuk memahami tentera BGA disebabkan oleh papan pembawa BGA dan papan litar disebabkan perbezaan besar dalam CTE dan terlalu panjang TAL (Masa Atas Likvid). Dan analisis sirkuit pendek.

Selain itu, perlu dikatakan bahawa jika suhu zon pemanasan meningkat terlalu cepat, ia akan mudah memandu aliran untuk melambat awal, yang akan mudah membentuk oksidasi askar dan menyebabkan basah yang tidak baik. Kedua, lebih baik tidak menyesuaikan suhu puncak terlalu tinggi atau terlalu panjang. Ia dicadangkan untuk rujuk kepada suhu dan masa rekomendasi bahagian.

Warping bahagian HIP

5. Oksidasi bola Solder

Selepas BGA selesai di kilang PCB, sonda akan digunakan untuk menghubungi bola askar untuk ujian berfungsi. Jika pembersihan sonda tidak dijaga dengan baik, ada kemungkinan bahawa kontaminan akan tercemar pada bola askar BGA dan membawa kepada tentera yang miskin. Kedua, jika pakej BGA tidak disimpan dengan betul dalam persekitaran yang dikawal suhu dan kelembapan, terdapat peluang yang baik bahawa bola askar akan dioksidasi untuk mempengaruhi ciri-ciri ikatan askar.