PCB科技 - BGA枕效應的可能原因（頭枕）

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

枕中頭（HIP）是指焊點的不良現象，它是以枕上人的頭部形狀命名的。

The pillow effect (Head-in-Pillow, HIP) is mainly used to describe the BGA parts of the circuit board. 其他原因引起的翹曲或變形將BGA的焊球與印刷在 PCB電路板. 當電路板通過高溫回流區時, 溫度逐漸下降並冷卻. 此時, 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), 但此時的溫度已經低於錫球和錫膏的熔化溫度, 也就是說, 錫球和錫膏已經從熔融狀態冷凝回固態. 當BGA載體板和電路板的翹曲慢慢恢復到變形前的形狀時, 已變為固體的錫球和錫膏將再次相互接觸, 從而形成類似頭靠在枕頭上的假焊或假焊形狀.

髖部（頭枕）檢測

根據上述理論，大多數枕效應（HIP）應發生在BGA零件的邊緣，尤其是角落，因為那裡的翹曲最嚴重。 如果是這種情況，您可以嘗試使用顯微鏡或光纖內部觀察鏡進行觀察，但通常只能通過這種管道看到最外層的兩排焊球，並且很難在內部進一步識別它們。 此外，要以這種管道觀察BGA焊球，必須確保焊球旁邊沒有阻礙視線的高部件。 現在電路板的高密度設計在實現上有很大的限制。

此外，枕頭效應（HIP）通常很難從當前的2D X射線檢查機中找到，因為大多數X射線只能從上到下進行檢查，並且無法看到破損頭部的位置。 如果有，可以上下旋轉。 X射線的角度應該可以觀察到。 有時可以通過板內測試（ICT，電路測試）和功能測試（FVT，功能驗證測試）進行檢測，因為這類機器通常使用針床操作方法，需要在電路板上施加額外的外部壓力。， 囙此，相鄰的錫球和錫膏有機會分離，但仍會有許多缺陷產品流入市場，通常這些缺陷產品會很快被客戶發現存在功能問題並被退回。囙此，如何防止枕頭效應實際上是SMT的一個重要問題。

此外，您還可以考慮燃燒電路板（燃燒/磨合）以過濾具有熱等靜壓的電路板（如果單板燃燒以提高溫度），因為電路板的溫度在燃燒過程中會升高，並且溫度會使電路板變形，電路板變形，空焊/假焊的焊點有可能出現。 囙此，必須添加程式，以便在燃燒機器時進行自診斷測試。 如果髖部位置不在程式測試電路上，則無法找到。 NS。

現時，分析髖關節不良現象更可靠的方法是紅色染料滲透和橫截面，但這兩種方法都是破壞性試驗，囙此除非必要，否則不建議使用它們。

最近，[3D X射線CT]科技取得了突破，可以有效地檢查這種類型的HIP或NWO（非濕法開放）焊接的缺點，並逐漸流行，但機器的成本仍然不够。 只是便宜。

髖關節的可能原因

雖然枕效應發生在回流焊接過程中，但枕效應的實際原因可以追溯到不良資料，在電路板裝配廠，可以追溯到錫膏的印刷、零件/切片的放置。 對回流爐的精度和溫度設定進行了分析。。。 等

以下是枕頭效應（HIP）缺點的幾個可能原因：

1、BGA包（package）

如果同一BGA封裝中有不同尺寸的焊球，較小的焊球容易產生枕效應。

此外，當BGA封裝的載體板的耐溫性不足時，載體板可能在回流焊接期間翹曲和變形，從而形成枕效應。

（基板翹曲，凹凸尺寸不一致）

髖部球大小不同

2、錫膏印刷

焊盤上印刷的錫膏量不同，或者電路板上存在所謂的焊盤內通孔，這將導致錫膏無法接觸到錫球的可能性。 並形成枕頭效果。

此外，如果錫膏印刷偏離電路板的焊盤太遠，則在組裝多塊電路板時通常會發生這種情況。 當焊膏熔化時，它將無法提供足够的焊料來形成橋，這將有可能造成枕效應。

（錫膏體積不足，印刷錯位）

HIP錫膏印刷不均勻HIP錫膏印刷膠印

3、貼片機精度不足（取放）

如果放置機器的精度不足，或者在放置零件時未正確調整XY位置和角度，也會出現BGA焊球和焊盤錯位的問題。

此外，在將集成電路零件放置在電路板上時，放置機將略微降低Z軸距離，以確保BGA焊球與電路板焊盤上的焊膏有效接觸，從而確保在回流焊接期間進行BGA焊接。 這些球完美地焊接在電路板的焊盤上。 如果Z軸向下壓力的力或形成不足，則有可能一些錫球無法接觸錫膏，從而導致熱等靜壓。

（XY放置不準確，放置力不足）

髖部在壓力下放置偏移的髖部

4、回流曲線

當回流溫度或加熱速率設定不當時，容易出現諸如不熔錫或電路板和BGA載體板彎曲或板翹曲等問題，從而形成HIP。 您可以參考關於BGA同時焊接和短路的可能原因的文章，瞭解BGA載體板和電路板由於CTE差異較大和TAL（高於液體的時間）過長而導致的BGA焊接。 和短路分析。

此外，應注意的是，如果預熱區的溫度上升過快，很容易導致助焊劑過早揮發，從而容易形成焊料氧化並導致潤濕不良。 其次，最好不要將峰值溫度調節得過高或過長。 建議參攷零件的溫度和時間建議。

臀部翹曲

5、錫球氧化

在BGA完成後 PCB工廠, 探針將用於接觸焊球進行功能測試. 如果探針的清潔度沒有得到很好的處理, BGA焊球上的污染物有可能被污染並導致焊接不良. 其次, 如果BGA封裝未正確存儲在溫度和濕度受控的環境中, 焊球很有可能被氧化，從而影響焊料的粘接效能.