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BGA焊接不良的常见问题及分析

(2016-01-14 11:10:22)
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杂谈

BGA焊接过程中可能由于人为操作或机械设备等原因导致BGA焊接后不良,只有根据已知的情况才能进行相关的调整。

一、 BGA桥连

BGA元器件在焊接过程中,锡球与锡球发生连接,造成短路,也就是焊点桥连,可通过x-ray进行检测。 

连锡的原因主要有:焊膏印刷不良、贴片不准、助焊剂不均匀或过多、自动焊接的BGA返修台时焊接压力过大、BGA边角翘曲或拱起等原因引起的。

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二、 空焊

在标准的工艺里面,通常都是在PCB焊盘上刮锡膏后再进行回流焊焊接。因此在BGA返修的时候使用同等大小的锡球时会导致锡量不足。这时候需要使用偏大的锡球才能保证焊接的机械强度,BGA焊盘与PCB焊盘的高度等。

例如0.8mm间距的BGA焊盘标准应该是使用0.4mm的锡球,但是工业生产设计的时候有刮锡膏的程序,那么这时候为了达到足够的锡,可以使用0.45mm的锡球。

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三、 冷焊

BGA焊接的时候没有达到足够高的温度,导致部分锡球无法完全的熔化,焊膏和BGA焊球没有完全润湿。在焊球还处于一种未能达到完全的熔融状态,即内部还处于一种液体加固体的混合物就冷却了,行程的焊球表面粗糙而且凹凸不平,没有规则。

当采用2D/X-ray检测时,其影像特点是边缘轮廓模糊,沿周边分布着毛刺状的不规则凸出点。即使一个焊点冷焊,也会减小所有焊点的机械强度,从而造成电性能失效或功能失调。

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四、 虚焊

在生产中由于储存、保管和传递不善,导致基体金属表面氧化、硫化及污染(油脂、汗渍等)或者表面可焊性涂覆层质量问题等,从而导致可焊性的丧失。焊接之后,焊盘与焊盘之间无法形成牢固的合金结合,导致无法提供持续可靠的电气信号。

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一般在调试时出现的BGA元器件用外力按压有信号,当外力消失后没有信号的现象,我们认为这是典型的“虚焊”现象。


五、 元器件变形

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由于元器件内部的各种材料的热膨胀系数不同,导致加热时内部材料受热后造成了封装翘曲。或元器件内部受潮,在加热时没有事先预热,导致焊接加热时内部水分汽化膨胀,从而引发元器件的爆米花现象。

因此可以在焊接时先进行预热,并且在保证焊接焊接的质量前提下,尽可能的降低峰值温度。器件的储存和安装要加强防湿管理。

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