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BGA焊球與錫膏不一致時(shí)孔的形成

發(fā)布時(shí)間:2012/10/9 19:56:56 訪問次數(shù):1808

    對(duì)于元器件品種來說,按出現(xiàn)ACT45B-101-2P孔洞的概率大小依次排列是CSP、BGA、TSOP、R/C。并且當(dāng)元器件焊點(diǎn)與焊料成分不一致時(shí),出現(xiàn)孔的概率比元器件焊點(diǎn)與焊料成分一致時(shí)焊接后出現(xiàn)孔的概率大。
    從上述現(xiàn)象來看,對(duì)于CSP、BGA元器件而言,本體與PCB距離愈近其出現(xiàn)焊點(diǎn)孔洞的概率愈大,這與焊料的加熱過程氣體以及助焊劑不易排放有直接關(guān)系。焊球成分與焊膏成分不一致時(shí)出現(xiàn)孔洞的概率增大的原因如圖13.66所示。

             
    不同焊料在互熔過程中,因SnPb焊料的熔點(diǎn)僅為183℃,而SnAgCu焊料的再流溫度至少為235℃,其時(shí)間約在15s以上,這意味著SnPb液化時(shí)間在2min以上,在這么長的時(shí)間里,SnPb焊料極易氧化,焊料互熔過程容易夾帶窒氣,若此時(shí)再遇到焊膏的活性不夠、助焊劑的量偏多、不耐高溫、水蒸氣、焊盤氧化則均會(huì)加劇孔洞的發(fā)生。
    減少孔出現(xiàn)概率的方法是適當(dāng)控制保溫時(shí)間以及改善助焊劑的質(zhì)量,特別是活性溫度,防止在再流區(qū)因溫度過高助焊劑過早的老化或變質(zhì),由此也不難推斷,采用N2再流焊仍是最有效地減少孔洞的手段之一。

           
    不熔化/飛珠多。無鉛錫膏在再流焊中常出現(xiàn)不熔化缺陷,引起的原因常有下列幾種:
    (a)和大塊錫膏相比,微量錫膏在再流焊過程中不太容易熔化在一起。微量錫膏與空氣接觸的表面積比大塊錫膏要大,所以微量錫膏的焊劑不太容易覆蓋住金屬顆粒,也不能夠充分保護(hù)金屬顆粒在再流焊的保溫區(qū)內(nèi)不被氧化。一旦金屬顆粒被部分氧化后其熔點(diǎn)就會(huì)比未氧化金屬顆粒熔點(diǎn)高很多,故在再流焊的熔化區(qū)很難熔化在一起。
    (b)從熱傳遞的角度來看,在升溫初期以及保溫階段,微量錫膏很容易傳熱,溫度很快升高。高溫則加強(qiáng)了金屬顆粒的氧化,同樣導(dǎo)致不能很好熔化。實(shí)際生產(chǎn)中許多錫膏可以用在普通SMT生產(chǎn)中,但不能用于0201元器件的焊接工藝,因?yàn)樗荒芎芎玫厝刍?BR>    (c)無鉛錫膏的熔點(diǎn)和氧化活性都比含鉛錫膏高,所以增加了它在0201工藝中正常熔化  (d)在熱容量大的IC器件附近由于溫度很難上升,導(dǎo)致再流焊接質(zhì)量不良。此時(shí)再流焊通過肉眼觀察,能夠見到無鉛焊料熔化后的焊點(diǎn)光亮度差、飛珠多,有時(shí)像豆腐渣一樣,表面粗糙不規(guī)則。
    對(duì)于上述現(xiàn)象,通?梢赃m當(dāng)調(diào)節(jié)再流焊溫度曲線來解決這一問題,但如果溫度曲線不允許調(diào)整太大,那么比較容易的辦法是找到一個(gè)好的錫膏配方,能夠保證在0201工藝中正常熔化。此外,在氮?dú)夥諊泻附邮墙鉀Q這一問題的好方法。

    對(duì)于元器件品種來說,按出現(xiàn)ACT45B-101-2P孔洞的概率大小依次排列是CSP、BGA、TSOP、R/C。并且當(dāng)元器件焊點(diǎn)與焊料成分不一致時(shí),出現(xiàn)孔的概率比元器件焊點(diǎn)與焊料成分一致時(shí)焊接后出現(xiàn)孔的概率大。
    從上述現(xiàn)象來看,對(duì)于CSP、BGA元器件而言,本體與PCB距離愈近其出現(xiàn)焊點(diǎn)孔洞的概率愈大,這與焊料的加熱過程氣體以及助焊劑不易排放有直接關(guān)系。焊球成分與焊膏成分不一致時(shí)出現(xiàn)孔洞的概率增大的原因如圖13.66所示。

             
    不同焊料在互熔過程中,因SnPb焊料的熔點(diǎn)僅為183℃,而SnAgCu焊料的再流溫度至少為235℃,其時(shí)間約在15s以上,這意味著SnPb液化時(shí)間在2min以上,在這么長的時(shí)間里,SnPb焊料極易氧化,焊料互熔過程容易夾帶窒氣,若此時(shí)再遇到焊膏的活性不夠、助焊劑的量偏多、不耐高溫、水蒸氣、焊盤氧化則均會(huì)加劇孔洞的發(fā)生。
    減少孔出現(xiàn)概率的方法是適當(dāng)控制保溫時(shí)間以及改善助焊劑的質(zhì)量,特別是活性溫度,防止在再流區(qū)因溫度過高助焊劑過早的老化或變質(zhì),由此也不難推斷,采用N2再流焊仍是最有效地減少孔洞的手段之一。

           
    不熔化/飛珠多。無鉛錫膏在再流焊中常出現(xiàn)不熔化缺陷,引起的原因常有下列幾種:
    (a)和大塊錫膏相比,微量錫膏在再流焊過程中不太容易熔化在一起。微量錫膏與空氣接觸的表面積比大塊錫膏要大,所以微量錫膏的焊劑不太容易覆蓋住金屬顆粒,也不能夠充分保護(hù)金屬顆粒在再流焊的保溫區(qū)內(nèi)不被氧化。一旦金屬顆粒被部分氧化后其熔點(diǎn)就會(huì)比未氧化金屬顆粒熔點(diǎn)高很多,故在再流焊的熔化區(qū)很難熔化在一起。
    (b)從熱傳遞的角度來看,在升溫初期以及保溫階段,微量錫膏很容易傳熱,溫度很快升高。高溫則加強(qiáng)了金屬顆粒的氧化,同樣導(dǎo)致不能很好熔化。實(shí)際生產(chǎn)中許多錫膏可以用在普通SMT生產(chǎn)中,但不能用于0201元器件的焊接工藝,因?yàn)樗荒芎芎玫厝刍?BR>    (c)無鉛錫膏的熔點(diǎn)和氧化活性都比含鉛錫膏高,所以增加了它在0201工藝中正常熔化  (d)在熱容量大的IC器件附近由于溫度很難上升,導(dǎo)致再流焊接質(zhì)量不良。此時(shí)再流焊通過肉眼觀察,能夠見到無鉛焊料熔化后的焊點(diǎn)光亮度差、飛珠多,有時(shí)像豆腐渣一樣,表面粗糙不規(guī)則。
    對(duì)于上述現(xiàn)象,通常可以適當(dāng)調(diào)節(jié)再流焊溫度曲線來解決這一問題,但如果溫度曲線不允許調(diào)整太大,那么比較容易的辦法是找到一個(gè)好的錫膏配方,能夠保證在0201工藝中正常熔化。此外,在氮?dú)夥諊泻附邮墙鉀Q這一問題的好方法。

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