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BGA的焊接考虑包括哪些

时间:2013-04-27 09:45:27 来源:鼎华科技 点击: 2798次

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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