BGA焊球與錫膏不一致時孔的形成
發(fā)布時間:2012/10/9 19:56:56 訪問次數(shù):1765
對于元器件品種來說,按出現(xiàn)ACT45B-101-2P孔洞的概率大小依次排列是CSP、BGA、TSOP、R/C。并且當元器件焊點與焊料成分不一致時,出現(xiàn)孔的概率比元器件焊點與焊料成分一致時焊接后出現(xiàn)孔的概率大。
從上述現(xiàn)象來看,對于CSP、BGA元器件而言,本體與PCB距離愈近其出現(xiàn)焊點孔洞的概率愈大,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焊料的熔點僅為183℃,而SnAgCu焊料的再流溫度至少為235℃,其時間約在15s以上,這意味著SnPb液化時間在2min以上,在這么長的時間里,SnPb焊料極易氧化,焊料互熔過程容易夾帶窒氣,若此時再遇到焊膏的活性不夠、助焊劑的量偏多、不耐高溫、水蒸氣、焊盤氧化則均會加劇孔洞的發(fā)生。
減少孔出現(xiàn)概率的方法是適當控制保溫時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就會比未氧化金屬顆粒熔點高很多,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。高溫則加強了金屬顆粒的氧化,同樣導致不能很好熔化。實際生產(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,因為它不能很好地熔化。
(c)無鉛錫膏的熔點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,導致再流焊接質(zhì)量不良。此時再流焊通過肉眼觀察,能夠見到無鉛焊料熔化后的焊點光亮度差、飛珠多,有時像豆腐渣一樣,表面粗糙不規(guī)則。
對于上述現(xiàn)象,通常可以適當調(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好的錫膏配方,能夠保證在0201工藝中正常熔化。此外,在氮氣氛圍中焊接是解決這一問題的好方法。
對于元器件品種來說,按出現(xiàn)ACT45B-101-2P孔洞的概率大小依次排列是CSP、BGA、TSOP、R/C。并且當元器件焊點與焊料成分不一致時,出現(xiàn)孔的概率比元器件焊點與焊料成分一致時焊接后出現(xiàn)孔的概率大。
從上述現(xiàn)象來看,對于CSP、BGA元器件而言,本體與PCB距離愈近其出現(xiàn)焊點孔洞的概率愈大,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焊料的熔點僅為183℃,而SnAgCu焊料的再流溫度至少為235℃,其時間約在15s以上,這意味著SnPb液化時間在2min以上,在這么長的時間里,SnPb焊料極易氧化,焊料互熔過程容易夾帶窒氣,若此時再遇到焊膏的活性不夠、助焊劑的量偏多、不耐高溫、水蒸氣、焊盤氧化則均會加劇孔洞的發(fā)生。
減少孔出現(xiàn)概率的方法是適當控制保溫時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就會比未氧化金屬顆粒熔點高很多,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。高溫則加強了金屬顆粒的氧化,同樣導致不能很好熔化。實際生產(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,因為它不能很好地熔化。
(c)無鉛錫膏的熔點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,導致再流焊接質(zhì)量不良。此時再流焊通過肉眼觀察,能夠見到無鉛焊料熔化后的焊點光亮度差、飛珠多,有時像豆腐渣一樣,表面粗糙不規(guī)則。
對于上述現(xiàn)象,通?梢赃m當調(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好的錫膏配方,能夠保證在0201工藝中正常熔化。此外,在氮氣氛圍中焊接是解決這一問題的好方法。
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