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BGA焊接不良的原因及解決方法
隨著人們環保意識的不斷提高，無鉛PCBA已經成為人們普遍關注的話題。
然而，一切都有兩面性。 在沒有鉛的幫助下，PCB尤其是BGA的焊接不良問題逐漸暴露出來。
下一個, 我們邀請了來自深圳Bo的工程師 PCBA工廠 談談本强電路對這一問題的分析和解決方法.
1、BGA焊球脫落及焊球焊接部位變形問題
BGA組件回流後，焊球在BGA端變形並脫落，導致電力不導通。
原因分析：
BGA結構設計不良，絕緣樹脂過厚。
在BGA的焊接過程中，由於加入了所應用的焊膏，焊球的體積變大，並且由於熔化，焊球的形狀改變為橢圓。 此時，由於BGA側的絕緣樹脂太厚，且無鉛焊料的表面張力大於鉛焊料的表面張力，囙此表面張力導致焊球從BGA側脫落。
解決方案：
1、BGA供應商改進設計結構
2、錫膏印刷量控制
3、提高錫印放精度
2.BGAVoid（void）
回流焊後，BGA元件的焊球中存在空隙。 在隨後的高溫和低溫迴圈、高溫和高濕度、振動和跌落測試中，BGA似乎不導電，如圖5所示。 根據IPC-A-610D的8.2.12.4，1、2和3級的BGAVoid X射線影像面積不得超過焊球總面積的25%。
原因分析：
PCB板設計不良，板上有孔。
隨著電子產品“小”的逐步發展, 輕薄“, their BGA packages are gradually becoming smaller, 和間距為0的BGA.5mm現在很常見. 在裡面 PCB設計, 為了滿足佈線要求，通常需要在焊盤上開孔. 在SMT過程中, 焊盤塗錫膏後, 洞裏有空氣, 氣體在回流過程中膨脹. 無鉛焊料的表面張力大於含鉛焊料的表面張力, 氣體不能完全釋放, 從而形成空腔.
解決方案：
1、改進PCB焊盤設計，使用鑽孔填充科技填充孔。
2、調整回流曲線以新增預熱時間並降低峰值溫度。
3、錫膏合金成分的選擇，銀含量越高，空洞越少。
3.BGA大橋（連田）
BGA元件的焊球在回流後連接到焊料。
原因分析：
PCB焊盤設計不良，焊盤上有孔
在SMT工藝中，焊盤塗上錫膏後，其鑽孔中有空氣。 在回流過程中，氣體膨脹，導致焊球逐漸膨脹。 當兩個相鄰的焊球膨脹到一定程度時，就會形成連續的錫，如圖7所示。
解決方案：
1、改進PCB焊盤設計，使用鑽孔填充科技填充孔。
2、PCB焊盤設計不良，焊盤形狀不規則，焊盤之間無阻焊。
隨著電子工業的發展，BGA的間距越來越小。 當BGAPAD的形狀不規則時，焊盤之間的間隙在某些地方會小於標準值。 圖8:BGA的間距為0.5mm，焊盤的直徑為0.24mm。 然後，襯墊之間的間隙標準為0.26mm，但在某些地方，間隙僅為0.12mm。
四 無BGA tin
BGA焊點已通過X射線檢查，焊點形狀和尺寸不同，存在虛焊和焊接可靠性問題。
原因分析：
較差的模具開口設計使焊膏難以脫模
解決方案：
1、修改鋼絲網開口尺寸，改進鋼絲網生產工藝
2、調整列印參數
傳統的BGA開孔方法是圓形的。 另一種開孔方法是方形圓角。 孔的尺寸與直徑和邊長相同。 它比傳統的圓形更好，但有必要評估當方形圓角用於打開方法時，錫的數量是否會導致BGA連接到錫。 對於間距為0.5mm的BGA，由於其開口尺寸較小，建議通過鐳射切割和電解拋光製作鋼網。
3、錫膏中的金屬粉末粒徑過大，導致脫模困難。
對策：
1、根據產品需要選擇合適的金屬粉末細微性類型
焊膏中的金屬粉末細微性大小不同，根據J-STD-005粉末細微性，存在以下類型。
五 BGA偏移
通過X射線檢查BGA焊點，焊點偏離焊盤位置，存在虛焊和焊接可靠性問題。
原因分析：
貼片機的貼片精度不够
眾所周知，無鉛錫膏的自校正能力比無鉛錫膏差。 在無鉛工藝中，未對準的組件無法在回流過程中通過其自身的校正能力進行校正。
解決方案：
提高設備的放置精度。
六 BGA焊接介面分離（焊球和PCB之間）
BGA組件在回流後導電，但在隨後的高溫和低溫迴圈、高溫和高濕度、振動和跌落試驗中，BGA的連接出現INT現象。
原因分析：
1. 回流設定檔設定不正確, BGA焊球和 PCB板 未形成良好的焊接.
解決方案：
1、參攷焊膏和BGA的回流曲線，重新調整曲線，將時間延長到220度以上，並提高峰值溫度。 使用SAC305焊膏時，建議溫度在220度以上持續40到60秒，峰值溫度為235到245度。
2、PCB電鍍不良，如ENIG飾面PCB中的“黑墊”現象，導致PCB與焊料之間的結合强度降低。 稍微用力後，PCB和焊料斷裂，如圖12所示。
2、PCB生產前需通過焊接强度驗證，用鍍錫銅絲烙鐵在BGAPAD上焊接，然後測試其拉力。
3. 建立一個 PCB製造商 管理錶, 統計所有PCB不良記錄, 並選擇 PCB製造商s具有穩定的質量和强大的售後服務等綜合實力.
總之：
由於需要製造小型化高密度封裝電子器件，BGA和CSP現已成為主流封裝形式。 但其隱形焊點成形工藝對裝配和返工提出了更高的要求。 此外，BGA和CSP封裝所需的高密度襯底科技以及無鉛的實施使過程控制更加複雜。 BGA的無鉛焊接值得我們更深入的研究和分析，以提高產品的可靠性。
