BGA焊接時(shí)需要考慮的因素
自從SMT逐步走向了成熟，隨著電子產(chǎn)品向便捷式/小型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化方向的迅速發(fā)展，對(duì)電子組裝技術(shù)提出了更高的要求，新的高密度組裝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中BGA(Ball Grid Array封裝)就是一項(xiàng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段的高密度組裝技術(shù)。本文就BGA焊接過程中需要考慮的幾點(diǎn)分享一下：
影響焊接點(diǎn)斷開或不牢的主要因素有以下幾點(diǎn):
(1)板過分翹曲。
大多數(shù)BGA設(shè)計(jì)都要考慮從中心到組件邊沿，局部板翹曲更大可到0.005英寸。當(dāng)翹曲超過所需的公差級(jí)，則焊接點(diǎn)可能出現(xiàn)斷開、不牢或變形。
(2)共面性公差。
載體焊料球所需的共面性不像細(xì)間距引線那樣嚴(yán)格，但較好的共面性能減少焊接點(diǎn)出現(xiàn)斷開或不牢。把共面性規(guī)定為更高和更低焊料球之間的距離，對(duì)PBGA來說，共面性為7.8密耳(200μm)是可以實(shí)現(xiàn)的，JEDEC把共面性標(biāo)準(zhǔn)定為5.9密耳(150μm)。應(yīng)當(dāng)指出,共面性與板翹曲度直接有關(guān)。
(3)與潤濕有關(guān)。
(4)與再流焊過分的焊料成團(tuán)有關(guān)。
2.連橋：
間距為0.060英寸(1.50mm)或0.050英寸(1.0mm)的細(xì)間距BGA組件在相鄰的互連位置之間不易形成連橋。
除間距尺寸外，還有兩個(gè)因素影響連橋問題：
(1)與焊盤尺寸相關(guān)的過多的焊料量。
由于兩個(gè)相鄰位置間熔融焊料的相互親和,當(dāng)焊料過多時(shí),就可能出現(xiàn)連橋。每種BGA的特性各不相同,這取決于所用的合金成份、載體焊料球的熔融溫度、與載體焊料球相關(guān)的焊盤設(shè)計(jì)和載體的重量。例如,在其他條件相等的情況下,含高溫焊料球載體(在板組裝期間不熔化)不易形成連橋。
(2)焊膏坍塌。
使用焊膏作為互連材料時(shí),印刷和再流焊期間焊膏坍塌現(xiàn)象對(duì)連橋起重要作用。所需的抗坍塌特性大大影響焊劑/賦形劑系統(tǒng)的熱動(dòng)態(tài)特性。因此,在既能均勻地潤濕焊粉表面，又能給高粘合力的化學(xué)系統(tǒng)結(jié)合料中,設(shè)計(jì)為焊粉提供充分表面張力的焊劑/賦形劑系統(tǒng)是非常重要的。
3.焊料成團(tuán)：
再流焊后,板上疏松的焊料團(tuán)如不去除，工作時(shí)可導(dǎo)致電氣短路,也可使焊縫得不到足夠的焊料。形成焊料團(tuán)的原因有以下幾種情況:
（1）對(duì)于焊粉、基片或再流焊預(yù)置沒有有效地熔融,形成未凝聚的離散粒子。
（2）焊料熔融前預(yù)加熱或預(yù)干燥焊膏加熱不一致，造成焊劑活性降級(jí)。
由于加熱太快造成焊膏飛濺，形成離散的焊粉或侵入到主焊區(qū)外面；焊膏被濕氣或其它高能量化學(xué)物質(zhì)污染，從而加速濺射；加熱期間，含超細(xì)焊粉的焊膏被有機(jī)物工具從主焊區(qū)帶走時(shí)，在焊盤周圍形成暈圈。
（3）焊膏和焊接防護(hù)罩之間的相互作用。
4.潤濕不良：
使用焊膏把BGA焊接到母板上時(shí)，在載體焊料球與焊膏之間或焊膏與焊盤接觸面之間可能出現(xiàn)潤濕問題。外部因素（包括BGA制造工藝、板制造工藝及后序處理、存放和暴露條件）可能會(huì)造成不適當(dāng)?shù)臐櫇瘛櫇駟栴}還可能由金屬表面接觸時(shí)內(nèi)部相互作用引起，這取決于金屬親合特性；焊劑的化學(xué)特性和活性對(duì)潤濕也有直接的影響。
5.孔隙：
板上BGA焊接互連的孔隙應(yīng)從兩個(gè)方面進(jìn)行檢查：組件生產(chǎn)期間，芯片載體焊料球上可能會(huì)形成孔隙板，組裝期間，芯片載體和板的焊接互連處可能會(huì)形成孔隙。
一般來說形成孔隙的原因如下：潤濕問題、外氣影響、焊料量不適當(dāng)、焊盤和縫隙較大、金屬互化物過多、細(xì)粒邊界空穴、應(yīng)力引起的空隙、收縮嚴(yán)重、焊接點(diǎn)的構(gòu)形。BGA器件目前在貼裝過程中還會(huì)出現(xiàn)非常多的問題，這里暫時(shí)列舉以上幾點(diǎn)，如有其他不同的觀點(diǎn)，歡迎聯(lián)系我們。