Thông tin PCB - fr4-pcb BGA hàn mở vấn đề và giải pháp

Việc mở hàn BGA fr4 pcb có thể được gây ra bởi một số yếu tố, bao gồm không đủ dán hàn, khả năng hàn kém, tính chung kém, lắp đặt sai vị trí, không phù hợp nhiệt và xả qua mặt nạ hàn. Tác động của các yếu tố khác nhau được mô tả dưới đây.

1. Không đủ dán hàn

Việc in dán không đầy đủ do tắc nghẽn mở có thể dẫn đến việc mở hàn, rất phổ biến trong CBGA hoặc CCGA vì sự sụp đổ của dán không xảy ra trong dòng chảy ngược của cả hai thiết bị.

2. Khả năng hàn kém

Ô nhiễm và oxy hóa của đĩa hàn thường gây ra các vấn đề ẩm ướt. Nếu fr4 pcb pad bị ô nhiễm, vì hàn không thể được làm ướt với miếng đệm fr4 pcb, dưới tác động của mao dẫn, hàn chảy đến giao diện giữa quả bóng và các yếu tố, một hàn mở sẽ được hình thành ở phía của miếng đệm fr4 pcb. Khả năng hàn kém của miếng đệm cũng có thể dẫn đến việc mở mối hàn sau khi quả bóng PBGA tan chảy và sụp đổ.

3. Tính chất chung kém

Tính chất chung kém thường gây ra hoặc trực tiếp dẫn đến việc mở mối hàn, do đó giá trị tối đa của tính không đồng diện fr4 pcb không thể vượt quá 5 triệu cục bộ hoặc 1% của toàn bộ khu vực (loại D được chấp nhận trong tiêu chuẩn IPC-600, các lớp 2 và 3). Trong quá trình phục hồi, quá trình làm nóng sơ bộ nên được sử dụng để giảm thiểu biến dạng không đồng đều của fr4 pcb.

4. Chip bù đắp

Độ lệch của các thành phần trong quá trình lắp đặt thường dẫn đến việc mở hàn.

5. Không phù hợp với nhiệt

Lực cắt gây ra bởi ứng suất bên trong có thể gây ra các lỗ hàn. Hiện tượng hàn mở này xảy ra khi gradient nhiệt độ lớn đi qua fr4 pcb trong điều kiện quá trình cụ thể. Ví dụ, hàn hồi lưu SMT có xu hướng được theo sau bởi hàn đỉnh. Các điểm hàn góc BGA được hình thành trong hàn hồi lưu bị vỡ từ giao diện của các điểm hàn với các thành phần đóng gói trong giai đoạn hàn đỉnh. Trong một số trường hợp, các mối hàn ở góc BGA vẫn được kết nối với các thành phần và miếng đệm pcb fr4. Trong thực tế, pad và dải từ fr4 pcb chỉ được kết nối với dây âm của fr4 pcb. Trong cả hai trường hợp, các điểm hàn của BGA gần vị trí thông qua lỗ.

Nguyên nhân cơ bản của hiện tượng này là có một gradient nhiệt độ lớn từ fr4 pcb đến bao bì. Trong hàn đỉnh, hàn nóng chảy đi qua lỗ để đạt đến mặt trên của fr4 pcb, dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng của nhiệt độ mặt trên của fr4 pcb. Vì hàn là một chất dẫn nhiệt tốt, nhiệt độ của các điểm hàn có thể tăng lên nhanh chóng. Ngược lại, bản thân bao bì không phải là một chất dẫn nhiệt tốt và quá trình làm nóng rất chậm.

Độ bền cơ học của hàn giảm ở trạng thái nóng chảy. Một khi sự mất phối nhiệt xảy ra, căng thẳng phát triển giữa các pcb fr4 nóng và PBGA lạnh, và các vết nứt phát triển giữa các gói và pad. Trong một số trường hợp, độ bền liên kết giữa các miếng đệm và fr4 pcb thấp hơn so với các miếng đệm đóng gói hàn, điều này sẽ dẫn đến bong tróc của fr4 pcb và miếng đệm. Sự mất phối nhiệt đáng kể hơn và căng thẳng hơn vì các điểm hàn góc nằm xa điểm trung tâm. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách in mặt nạ hàn trên lỗ thông qua. Phương pháp này tạo ra mối hàn mở ít hơn nhiều so với lỗ thông qua mà không có lớp phủ. Nếu khối lượng sản xuất không lớn, một lớp băng nhiệt độ cao cũng có thể được dán thủ công trên lỗ thông qua trước khi hàn đỉnh để cô lập đường dẫn truyền nhiệt và giải quyết vấn đề mở hàn.

6. Khí thải qua nắp hàn

Đối với các miếng đệm BGA có giới hạn mặt nạ hàn xung quanh, khí thải kém cũng có thể gây ra các lỗ hàn. Tại thời điểm này, các chất dễ bay hơi sẽ bị buộc phải thoát ra khỏi giao diện giữa mặt nạ hàn và mặt nạ đóng gói, do đó, hàn sẽ thổi ra khỏi mặt nạ đóng gói, tạo thành một đầu hàn. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách làm khô trước các bản vá lỗi BGA.

Tóm lại, các biện pháp sau đây có thể được thực hiện để giải quyết vấn đề BGA Welding Tip:

1) In đủ dán hàn

2) Cải thiện khả năng hàn của fr4 pcb pad

3) Duy trì tính chung của chất nền pcb fr4

4) Yếu tố lắp đặt chính xác

5) Tránh gradient nhiệt độ quá mức

6) Nắp lỗ trước khi hàn sóng

7) Yếu tố sấy trước