Notizie PCB - Motivi per una cattiva saldatura di BGA e contromisure

Motivi e soluzioni per la scarsa saldatura di BGA

Con il continuo miglioramento della consapevolezza delle persone sulla protezione ambientale, i PCB senza piombo sono diventati popolari.

Tuttavia, tutto ha due lati. Senza l'assistenza del piombo, il problema della scarsa saldatura di PCB, in particolare BGA, è gradualmente esposto.

Successivamente, invitiamo gli ingegneri della fabbrica Shenzhen Bo PCBA dei circuiti di Benqiang a parlare della loro analisi e delle soluzioni a questo problema.

1. Il problema della palla di saldatura BGA che cade e deformazione della parte di saldatura della palla di saldatura

Dopo che il componente BGA è riflusso, la sfera di saldatura si deforma e cade all'estremità BGA, causando la non conduzione elettrica.

Analisi delle cause:

La struttura BGA è mal progettata e la sua resina isolante è troppo spessa.

Durante il processo di saldatura di BGA, il volume della sfera di saldatura diventa più grande a causa dell'incorporazione della pasta di saldatura applicata e la forma della sfera di saldatura cambia per formare un'ellisse a causa della fusione. In questo momento, poiché la resina isolante sul lato BGA è troppo spessa e la tensione superficiale della saldatura senza piombo è maggiore di quella della saldatura al piombo, la tensione superficiale provoca la palla di saldatura a cadere dal lato BGA.

soluzione:

1. Il fornitore BGA migliora la struttura di progettazione

2. Controllo del volume di stampa della pasta di saldatura

3. Migliorare l'accuratezza della stampa e del posizionamento dello stagno

2. BGAVoid (void)

Ci sono vuoti nelle sfere di saldatura dei componenti BGA dopo reflow. Nei successivi cicli ad alta e bassa temperatura, ad alta temperatura e ad alta umidità, alle vibrazioni e alle cadute, il BGA sembra essere elettricamente non conduttivo, come mostrato nella figura 5. Secondo l'8.2.12.4 di IPC-A-610D, l'area di immagine BGAVoidX delle classi 1, 2 e 3 non può superare il 25% dell'area totale della sfera di saldatura.

Analisi delle cause:

Il PCBPAD è mal progettato e ci sono fori sul PAD.

Con il graduale sviluppo di prodotti elettronici "piccoli, leggeri e sottili", i loro pacchetti BGA stanno gradualmente diventando più piccoli e BGA con un passo di 0,5 mm sono ora molto comuni. Nella progettazione PCB, i fori sono spesso richiesti nel PAD per i requisiti di cablaggio. Nel processo SMT, dopo che PAD è rivestito con pasta di saldatura, c'è aria nel foro e il gas si espande durante il processo di riflusso. La tensione superficiale della saldatura senza piombo è maggiore di quella della saldatura con piombo e il gas non può essere completamente rilasciato, formando così una cavità.

soluzione:

1. Migliorata la progettazione del PAD PCB, utilizzando la tecnologia di riempimento di perforazione per riempire i fori.

2. Regolare il profilo Reflow per aumentare il tempo di preriscaldamento e ridurre la temperatura di picco.

3. La selezione della composizione della lega della pasta di saldatura, maggiore è il contenuto di Ag, meno vuoti.

3. BGA Bridge (Lian Tin)

Le sfere di saldatura dei componenti BGA sono collegate alla saldatura dopo reflow.

Analisi delle cause:

PCB PAD è mal progettato e ci sono fori sul PAD

Nel processo SMT, dopo che PAD è rivestito con pasta di saldatura, c'è aria nel suo foro di perforazione. Durante il processo di riflusso, il gas si espande, causando l'espansione graduale delle sfere di saldatura. Quando due sfere di saldatura adiacenti si espandono in una certa misura, si forma uno stagno continuo, come mostrato nella figura 7.

soluzione:

1. Migliorata la progettazione del PAD PCB, utilizzando la tecnologia di riempimento di perforazione per riempire i fori.

2. Il PAD PCB è mal progettato, la forma del PAD è irregolare e non c'è maschera di saldatura tra i PAD.

Con lo sviluppo dell'industria elettronica, il passo del BGA sta diventando sempre più piccolo. Quando la forma del BGAPAD è irregolare, il divario tra i PAD sarà più piccolo del valore standard in alcuni punti. Figura 8: Il passo del BGA è di 0.5mm e il diametro del PAD è di 0.24mm. Quindi lo standard per lo spazio tra PAD è di 0.26mm, ma in alcuni luoghi lo spazio è solo di 0.12mm.

Quattro. BGA meno stagno

I giunti di saldatura BGA sono stati ispezionati dai raggi X e i giunti di saldatura hanno forme e dimensioni diverse e ci sono problemi con falsa saldatura e affidabilità di saldatura.

Analisi delle cause:

Scarso design di apertura dello stencil rende difficile smontare la pasta di saldatura

soluzione:

1. modificare la dimensione dell'apertura della maglia d'acciaio e migliorare il processo di produzione della maglia d'acciaio

2. Regolare i parametri di stampa

Il metodo tradizionale di apertura del foro di BGA è rotondo. Un altro metodo di apertura del foro è gli angoli arrotondati quadrati. Il foro è realizzato con le stesse dimensioni del diametro e della lunghezza laterale. È migliore della forma rotonda tradizionale, ma è necessario valutare se la quantità di stagno causerà il collegamento del BGA allo stagno quando viene utilizzato l'angolo rotondo quadrato per il metodo di apertura. Per BGA passo 0,5 mm, a causa della sua piccola dimensione di apertura, si raccomanda che la rete d'acciaio sia realizzata mediante taglio laser e elettrolucidatura.

3. La dimensione delle particelle della polvere metallica nella pasta di saldatura è troppo grande, causando difficoltà nella demolding.

Contromisure:

1. Selezionare il tipo appropriato di granulometria della polvere di metallo in base alle esigenze del prodotto

Ci sono diverse dimensioni della dimensione della particella della polvere di metallo nella pasta di saldatura e i seguenti tipi esistono secondo la dimensione della particella della polvere J-STD-005.

Cinque. offset BGA

I giunti di saldatura BGA sono ispezionati a raggi X e i giunti di saldatura deviano dalla posizione PAD e ci sono problemi con la falsa saldatura e affidabilità di saldatura.

Analisi delle cause:

La precisione di posizionamento della macchina di posizionamento non è sufficiente

È noto che la capacità di auto-correzione della pasta di saldatura senza piombo è peggiore di quella della pasta di saldatura senza piombo. Nel processo senza piombo, i componenti disallineati non possono essere corretti dalla loro capacità di correzione durante il processo Reflow.

soluzione:

Migliorare la precisione di posizionamento delle apparecchiature.

Sei. Separazione dell'interfaccia di saldatura BGA (tra sfera di saldatura e PCB)

Il componente BGA è elettricamente conduttivo dopo il riflusso, ma nel successivo ciclo di alta e bassa temperatura, alta temperatura e alta umidità, vibrazione e prova di caduta, la connessione del BGA appare fenomeno INT.

Analisi delle cause:

1. Il profilo di riflusso non è impostato correttamente e la sfera di saldatura BGA e la scheda PCB non hanno formato una buona saldatura.

soluzione:

1. Fare riferimento al profilo di riflusso della pasta di saldatura e BGA per regolare nuovamente il profilo per estendere il tempo sopra i 220 gradi e aumentare la temperatura di picco. Quando si utilizza la pasta di saldatura SAC305, si raccomanda che la temperatura sia superiore a 220 gradi per 40 a 60 secondi e la temperatura di picco è 235 a 245 gradi.

2. La galvanizzazione del PCB è povera, come il fenomeno "blackpad" nel PCB di finitura ENIG, che provoca la resistenza di legame tra il PCB e la saldatura a diminuire. Dopo una leggera forza, il PCB e la saldatura si rompono, come mostrato nella Figura 12.

2. prima della produzione di PCB, ha bisogno di passare la verifica della resistenza alla saldatura, utilizzare saldatore in filo di rame stagnato per saldare sul BGAPAD e quindi testare la sua forza di trazione.

3. Stabilire una tabella di gestione del produttore di PCB, contare tutti i record difettosi del PCB e selezionare i produttori di PCB con qualità stabile e forte forza completa come servizio post-vendita.

In sintesi:

A causa della necessità di produrre dispositivi elettronici miniaturizzati per imballaggi ad alta densità, BGA e CSP sono ora diventati forme di imballaggio tradizionali. Ma il suo processo invisibile di formatura del giunto di saldatura presenta requisiti più elevati per l'assemblaggio e la rilavorazione. Inoltre, la tecnologia del substrato ad alta densità richiesta per gli imballaggi BGA e CSP e l'implementazione di piombo-free rendono il controllo del processo più complicato. La saldatura senza piombo di BGA merita la nostra ricerca e analisi più approfondite per migliorare l'affidabilità del prodotto.