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BGA类器件可焊性不良的成因分析

时间:2015-04-01 15:56:44 来源:鼎华科技 点击: 2476次

BGA类器件如果在焊接前的储运过程汇总处理不当会造成器件本身受潮或焊球氧化,从而造成焊接困难和炉后缺陷。

芯片受潮不但会造成焊点空洞等缺陷,更有甚者会造成芯片过炉后起泡。受潮过炉后起泡的芯片,因中间鼓起,从X-ray图片看,芯片中间焊点大,而四周的焊点小,非常明显。四周的焊点在拉力作用下拉长变细,有的则被拉断造成焊点虚焊。

已经严重氧化的BGA焊球,如果这种芯片投入生产,其结果是可想而知的。但这种芯片在正常机器贴片时一般会被抛掉。

锡膏是PCB板与元器件之间形成那个焊点的介质。它在储运,回温,使用的过程中处理不当,极易出现氧化,吸潮等问题,对焊接造成不良影响。且锡膏一旦出现问题,后果会非常严重。因此,各个电子生产企业对锡膏的控制都比较严格。

锡膏的固体成分是微小的焊料球。对一定量的锡膏来说焊料球的直径越小其金属与周围空间的接触面积就越大,也就越容易氧化。锡膏氧化会造成润湿不良等现象,造成焊点虚焊。

随着细间距器件的大量采用,小粉粒度锡膏的使用会越来越多。因此就需要对锡膏的使用采取更加严格的管理措施。

总所周知,焊接过程分为润湿,扩散和形成合金三个步骤,当焊料与被焊金属之间有氧化层和其他污染物时,会在焊接界面上形成阻挡层,妨碍金属原子自由接近,阻止金属的相互扩散。其次,这些阻挡层的表面自由能通常小于洁净的铜表面的自由能,从而使焊料不易产生润湿作用,这是形成虚焊的原因之一。

当铜焊盘氧化时其阻挡层主要是CuO,为了防止焊盘氧化,人们采取了各种方法保护焊盘表面,常见的方法有HASL,化学镍金,OSP,沉银等。

用化学镍金处理焊盘的原理是用不易氧化的金来保护铜焊盘表面,但金与铜存在互溶性,使得CuAu合金像Cu里扩散从而失去了表面保护能力,因此用Ni做阻隔层。但Ni在空气中容易钝化,如果处理不当会产生可怕的黑盘现象,给电子生产带来灾难性后果。在化学镍金处理的焊盘上其阻挡层主要是黑色的氧化镍。

此外,在化学镍金处理中浸金层的厚度控制也很重要,金层太薄其保护作用

会减弱,金层太厚过多的金融入到焊点中会产生脆性,从而降低焊点的可靠性。一般认为,

浸金层的厚度应控制在0.03-0.1微米,不应不超过0.15微米。

HASL工艺中,锡铅与焊盘形成的恶性合金及铅偏析所形成的富铅层,也会形成阻挡层,造成焊盘上锡不良形成虚焊。

 

鼎华科技-广东BGA拆焊台专业生产厂家.

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