PCB科技 - 如何處理BGA和PCB的翹曲

在加熱和隨後的冷卻迴圈中，BGA封裝或PCB可能會翹曲。 這種情況會導致包裝變成弓形，中心的下側抬高。 X射線檢查中發現的橋接意味著加熱-冷卻迴圈將拐角向上或向下推動，或導致斷路。 這些問題可以在內窺鏡檢查或目視檢查中發現。 如果PCB翹曲，可能會導致其他部件區域斷路或短路。

這些問題的原因

BGA和電路板的翹曲是由各種封裝組件的資料（如襯底、矽片和EMC封裝資料）之間的熱膨脹係數（CTE）不匹配引起的。 在放置和移動時，溫度升高的速率會影響整個部件的均勻溫度分佈，囙此溫度升高速率與翹曲的大小有間接關係。

此外，當其他條件相同時，包裝越大，翹曲的可能性就越大。 當然，返工加熱方法的類型（熱風返工系統、紅外加熱（IR）、熱風回流爐、氣相爐等）也會影響翹曲。 使用低CTE導熱資料，可以定制CTE，以部分或完全消除此問題。

一些使用塑膠外殼的球栅陣列（PBGA）包括散熱器，這會導致BGA封裝的頂部以比底部更快的速度膨脹； 這種塑性膨脹向下拉動BGA的角部。 BGA中的水分也可能導致翹曲，因為組件必須在在中間擴散。 在這些情况下，BGA的角部可能向上捲曲。

通過一系列的實驗設計，您可以確認哪一部分（BGA或PCB）正在翹曲。 隔離推拉表面的實驗可以幫助確定如何解决這個問題。

如何减少翹曲

當BGA彎曲時，BGA的角部將具有最大的位移，這可能導致大量的開路和橋接。 類似地，電路板可能向上或向下彎曲，向內推動焊膏，導致橋接或開路。 應通過目視檢查或X射線檢查發現這些情况。

减少翹曲的一種方法是減緩加熱和冷卻過程。 預熱過程中溫度上升，冷卻過程中溫度下降。 當然，現在你不想讓溫度在冷卻過程中下降得太慢，這是因為你不想創建一個粗細微性的結構。 在電子製造業中，需要做出適當的權衡。

控制濕度敏感器件（MSD），包括電路板和組件，是减少翹曲影響的另一種方法。 J-STD-0033和JEDEC濕度處理指南是正確處理MSD的最佳參攷指南。 如果它們的翹曲與吸濕有關，則對電路板和pcb組件進行預烘焙，然後在乾燥的環境中保持乾燥，可以緩解翹曲問題。 限制暴露時間和瞭解電路板和組件的MSD水准也將在减少與吸濕相關的翹曲方面發揮重要作用。

通過使用根據該公式生產的焊膏，可以减少枕效應，並且可以將其與適當的焊膏結合使用，這也可以限制焊球翹曲的影響。

通過適當地設計施加到每個焊盤位置的焊膏的體積，可以有效地限制與PCB和器件翹曲有關的一些問題。 在某些情况下，焊盤在列印期間發生轉變，而在其他情况下，在列印期間焊盤上的焊膏體積减少，這可以補償翹曲的影響。 例如，當BGA朝著PCB向內彎曲時，可能會出現明顯的短路。 在這些區域，可能需要盡可能地减少印刷的焊膏的體積。 相反，在翹曲的BGA彎曲電路板的區域，列印更大體積的焊膏可能是最好的解決方案。