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PCB部落格 - Fr4 pcb質量檢查和SMT科技的缺乏

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Fr4 pcb質量檢查和SMT科技的缺乏

2023-02-17
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Author:iPCB

1ãfr4印刷電路板質量檢查

1)X射線檢查

組裝後,可以用X射線觀察BGA底部隱藏焊點的橋接、開路、焊料不足、焊料過多、落球、漏懷、爆米花以及最常見的孔洞等缺陷。


2)掃描超聲顯微鏡

完成的組裝板可以使用SAM掃描來檢查各種隱藏情况,包裝行業可以檢測各種隱藏的孔和層。 這種SAM方法可分為三種掃描和成像方法:A(點)、B(線)和C(平面),其中C-SAM平面掃描是最常用的。

fr4印刷電路板

3)側視圖方法

光學放大的側面目視檢查可以對受限制的死角區域內的小東西進行。 BGA的球脚焊接可用於檢查外環。 在這種方法中,棱鏡旋轉90°以聚焦透鏡,並使用高解析度的CCD傳輸影像。 放大倍數在50X到200X之間,還可以進行正光和背光觀察。 可以看出,焊點條件包括:整體外觀、錫蝕、焊點形狀、焊點表面圖案、焊劑殘留等缺陷。 然而,這種方法無法看到BGA的內部球體。 需要使用非常薄的纖維管內窺鏡直接觀察。 然而,儘管這個想法很好,但並不實用。 它不僅價格昂貴,而且很容易壞。


4)螺絲刀强度量測

利用專用螺絲刀旋轉產生的扭矩將焊點頂起並撕裂,以觀察其强度。 雖然這種方法可以發現焊點浮動、介面分裂或焊體開裂等缺陷,但對薄板來說並不有效。


5)顯微切片法

這種方法不僅需要各種樣品切割和製備設施,還需要複雜的技能和豐富的解釋知識,以破壞性的管道找出真正的問題。


6)滲透染色法(俗稱紅墨水法)

將樣品浸入稀釋的專用紅色染料溶液中,使各種焊點的裂紋和小孔毛細管滲透,然後乾燥。 當每個測試球脚被强行拉開或撬開時,可以檢查截面上是否有紅點,看看焊點有多完整? 這種方法也被稱為染色和Pry。 它的染料溶液也可以用螢光染料單獨配製,這樣在紫外線環境下更容易看清真相。


2ã空心球脚和其他缺陷

2.1焊點空洞的原因

由各種SMT焊膏形成的焊點不可避免地會有不同尺寸的孔,尤其是BGA/CSP球銷焊點。 進入高溫無鉛焊接後,出現孔洞的趨勢更為嚴重。 原因可分為以下幾類:



2.1.1有機資料:焊膏的含量約為10-12%(重量)。其中,焊劑越多影響最大。 不同助熔劑的裂化程度和產氣程度不同,囙此應選擇產氣率較低的助熔劑作為最佳策略。 其次,在高溫下,焊劑會粘附在焊料表面的氧化物上,囙此如果能够快速去除氧化物,則可以减少空隙的形成。 因為無鉛焊接不好,它也會使空腔更糟。


2.1.2焊料:當熔化的焊料與待焊接的乾淨表面接觸時,會立即產生IMC並牢固焊接。 然而,這種反應將受到焊料表面張力大小的影響。 表面張力越大,內聚力就越大,囙此向外膨脹所需的附著力或流動性就會變得更差。 囙此,SAC305的焊膏焊點中具有大表面張力的有機物或氣泡不能從焊料本體中逸出,而只能滯留在本體中並成為空腔。 一旦焊球的熔點低於焊膏,孔就會漂浮在焊球中並聚集更多。


2.1.3表面處理:如果表面處理膜容易被錫污染,則孔洞會减少,否則錫的收縮或焊料的排斥會導致氣泡聚集並形成一個大洞。 對於容易導致焊點開裂的介面微孔,銀浸更為常見。 浸銀表面有一層透明的有機膜,防止銀變色; 因為在焊接過程中,銀層將迅速溶解在液態錫中,形成Ag3Sn5的IMC。 剩下的有機膜在高溫下不可避免地會破裂並變成小孔,這被特別稱為“香檳氣泡”,所以我們知道銀層不應該太厚,0.2μm更好。 當OSP太厚時,也會產生介面微孔,並且皮膚膜不得超過0.4 Isla¼mã


2.1.4有時大面積的焊盤也容易出現空洞或微孔。 此時,可以採用分體法新增幾個出溝,也可以列印綠色油漆十字線,以方便氣體逸出,避免出現空洞。 至於微盲孔造成的孔洞,當然,最好的選擇是用電鍍銅填充孔洞。 减少空洞的其他有效方法是避免焊膏吸水,防止銅表面或有機殘留膜過度粗糙。


2.2孔驗收規範

球脚上的孔太多會影響其導電性和傳熱性,焊點的可靠性也很差。 頂部截面孔徑允許接受的上限為25%,這25%的直徑約為總接觸面積的6%,孔的尺寸必須一起計算。 fr4 pcb的球脚與承載板之間的介面或上下焊盤之間的空隙實際上是導致開裂的主要原因。


2.3空腔分類

BGA孔根據其位置和來源可分為五類。 就良心而言,清單圖表中的漏洞分類非常粗略,未來還會進行修訂。


2.4橋接

球銷之間橋接和短路的原因可能是:焊膏印刷不良、組件放置不正確、放置後手動調整或熔焊過程中錫飛濺。 打開的原因包括焊膏印刷不良、放置後的調整、共面性差或焊盤在板上的焊接不良。


2.5冷彈性

冷焊料的主要原因是由於熱量不足,焊料和待焊接表面之間沒有形成IMC,或者IMC的數量和厚度不足,使其無法顯示出强大的强度。 這種缺陷只能通過光學顯微鏡和顯微切片對fr4 pcb進行仔細檢查。