BGA的焊接考虑包括哪些

bga的焊接考虑和缺陷
1.连桥
间距为0.060英寸(1.50mm)或0.050英寸(1.0mm)的细间距BGA组件在相邻的互连位置之
间不易形成连桥。除间距尺寸外,还有两个因素影响连桥问题。
(1)与焊盘尺寸相关的过多的焊料量
由于两个相邻位置间熔融焊料的相互亲和,当焊料过多时,就可能出现连桥。每种BGA的
特性各不相同,这取决于所用的合金成份、载体焊料球的熔融温度、与载体焊料球相关的焊
盘设计和载体的重量。例如,在其他条件相等的情况下,含高温焊料球载体(在板组装期间不
熔化)不易形成连桥。
(2)焊膏坍塌
使用焊膏作为互连材料时,印刷和再流焊期间焊膏坍塌现象对连桥起重要作用。所需的
抗坍塌特性大大影响焊剂/赋形剂系统的热动态特性。因此,在既能均匀地润湿焊粉表面又
能给高粘合力的化学系统结合料中,设计为焊粉提供充分表面张力的焊剂/赋形剂系统是非
常重要的。
2.焊接点的断开或不牢
把BGA连接到板上时,影响焊接点断开或不牢的主要因素有以下几点:
(1)板过分翘曲
大多数PBGA设计都要考虑从中心到组件边沿局部板翘曲最大可到0.005英寸。当翘曲超
过所需的公差级,则焊接点可能出现断开、不牢或变形。
(2)共面性公差
载体焊料球所需的共面性不像细间距引线那样严格。但较好的共面性能减少焊接点出
现断开或不牢。把共面性规定为最高和最低焊料球之间的距离,对PBGA来说,共面性为7.8密
耳(200μm)是可以实现的。JEDEC把共面性标准定为5.9密耳(150μm)。应当指出,共面性与
板翘曲度直接有关。
(3)与润湿有关
(4)与再流焊过分的焊料成团有关
3.润湿不良
使用焊膏把BGA焊接到母板上时,在载体焊料球与焊膏之间或焊膏与焊盘接触面之间可
能出现润湿问题。外部因素(包括BGA制造工艺、板制造工艺及后序处理、存放和暴露条件
)可能会造成不适当的润湿。润湿问题还可能由金属表面接触时内部相互作用引起,这取决
于金属亲合特性。焊剂的化学特性和活性对润湿也有直接的影响。
4.焊料成团
再流焊后,板上疏松的焊料团如不去除，工作时可导致电气短路,也可使焊缝得不到足
够的焊料。形成焊料团的原因有以下几种情况:
·对于焊粉、基片或再流焊预置没有有效地熔融,形成未凝聚的离散粒子。
·焊料熔融前(预加热或预干燥)焊膏加热不一致,造成焊剂活性降级。
·由于加热太快造成焊膏飞溅,形成离散的焊粉或侵入到主焊区外面。
·焊膏被湿气或其它高"能量"化学物质污染,从而加速溅射。
·加热期间,含超细焊粉的焊膏被有机物工具从主焊区带走时,在焊盘周围形成晕圈。
·焊膏和焊接防护罩之间的相互作用。
5.孔隙
板上BGA焊接互连的孔隙应从两个方面进行检查:组件生产期间芯片载体焊料球上可能
会形成孔隙;板组装期间芯片载体和板的焊接互连处可能会形成孔隙。一般来说,形成孔隙
的原因如下:
·润湿问题
·外气影响
·焊料量不适当
·焊盘和缝隙较大
·金属互化物过多
·细粒边界空穴
·应力引起的空隙
·收缩严重
·焊接点的构形
6.外部污染
由于化学特性或由于金属工艺可能会造成外部污染。从化学方面来看,污染源有制造B
GA使用的焊剂和基片;板组装使用的焊剂;裸板制造。通过有效的清洁处理可除去污物。
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