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PCBA加工廠:如何減少BGA空洞的形成?

發布日期:2019-12-20
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BGA空洞會引起電流密集效應,降低焊點的機械強度。因此,從可靠性角度考慮,應減少或降低空洞。那么如何可以降低BGA空洞形成?要回答這個問題,我們有必要探索一下空洞的形成原因。

BGA空洞的形成原因有多方面,如:焊點合金的晶體結構、PCB板的設計、印刷時助焊膏的沉積量、所使用的回流焊工藝等、焊球在制作過程中夾雜的空洞。下面PCBA加工廠長科順簡單分析一下。


1、SMT爐溫曲線設置不當

1)表現在在升溫段,溫度上梯度設置過高,造成快速逸出的氣體將BGA掀離焊盤;

2)升溫段的持續時間不夠長,當升溫度結束時,本應揮發的氣體還未完全逸出,這部分的氣體在回流階段繼續逸出,影響助焊體系在回流階段發揮作用。


2、SMT助焊膏溶劑搭配不當

1)在升溫階段,快速逸出的氣體將BGA撐起,造成錯位與隔閡;

2)在回流階段,仍有相當數量的氣體從助焊膏體系中逸出,但受限于BGA與焊盤間的狹小空間,這些揮發氣體無法順暢地通過這個空間逸出,致使其擠壓熔融的焊點。


3、SMT助焊膏潤濕焊盤能力不足

助焊膏對焊盤的潤濕表現在它對焊盤的清潔作用。因助焊膏潤濕能力不足,無法將焊盤上的氧化層去除,或去除效果不理想,而造成虛焊。

與助焊膏對焊盤的潤濕能力不足相似,只不過,因焊球的合金類型不同,BGA上的氧化物的電動勢也就不同,這樣就要求助焊膏具備適應去除不同合金類型的氧化物的能力,若不匹配,則造成對BGA焊球的潤濕能力不足,導致空洞。


4、SMT回流階段助焊膏體系的表面張力過高

主要是所用的載體(主要是松香)選擇不當,此外表面活性劑的選擇也有關系。我們在實驗過程中發現,某些活性劑不僅可以降低助焊膏體系的表面張力,也可顯著降低熔融合金的表面張力。松香與表面活性劑的有效配合可使潤濕性能充分發揮。


5、SMT助焊膏體系的不揮發物含量偏高

不揮發物含量偏高導致BGA焊球的熔化塌陷過程中BGA下沉受阻,造成不揮發物侵蝕焊點或焊點包裹不揮發物。


6、SMT載體松香的選用

相對于普通錫膏體系選用具有較高軟化點的松香而言,對BGA助焊膏,由于其不需要為錫膏體系提供一個所謂的抗坍塌能力(即在錫膏印刷后直到錫膏熔化這個過程中,印刷圖形完整性的保持能力),選擇具有低軟化點的松香具有重要的意義。


7、SMT松香的使用量

與錫膏體系不同,對BGA助焊膏而言,松香的使用是為各種活性劑提供載體的作用,使這些物質在適當的時機釋放出來,發揮其作用。然而,過多的松香不僅阻礙這些物質的釋放,松香本身由于其量多,當BGA焊球塌陷(即BGA焊球與其上下的焊盤發生熔焊的這個過程)時,它卻會阻礙BGA焊球的塌陷,從而造成空洞。故,松香的使用量應比錫膏體系中松香的使用量低得多。


在了解了這些這些原因之后,PCBA加工廠應該盡量避免BGA空洞的形成,確保產品的質量。


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