BGA的焊接考慮和缺陷 1.連橋 間距為0.060英寸(1.50mm)或0.050英寸(1.0mm)的細間距BGA組件在相鄰的互連位置之 間不易形成連橋。除間距尺寸外,還有兩個因素影響連橋問題。 

     (1)與焊盤尺寸相關的過多的焊料量 

     由于兩個相鄰位置間熔融焊料的相互親和,當焊料過多時,就可能出現連橋。每種BGA的 特性各不相同,這取決于所用的合金成份、載體焊料球的熔融溫度、與載體焊料球相關的焊 盤設計和載體的重量。例如,在其他條件相等的情況下,含高溫焊料球載體(在板組裝期間不 熔化)不易形成連橋。 

     (2)焊膏坍塌 

     使用焊膏作為互連材料時,印刷和再流焊期間焊膏坍塌現象對連橋起重要作用。所需的 抗坍塌特性大大影響焊劑/賦形劑系統的熱動態特性。因此,在既能均勻地潤濕焊粉表面又 能給高粘合力的化學系統結合料中,設計為焊粉提供充分表面張力的焊劑/賦形劑系統是非 常重要的。 

    2.焊接點的斷開或不牢 

    把BGA連接到板上時,影響焊接點斷開或不牢的主要因素有以下幾點: (1)板過分翹曲 

大多數PBGA設計都要考慮從中心到組件邊沿局部板翹曲Z大可到0.005英寸。當翹曲超 過所需的公差級,則焊接點可能出現斷開、不牢或變形。    (2)共面性公差 

   載體焊料球所需的共面性不像細間距引線那樣嚴格。但較好的共面性能減少焊接點出 現斷開或不牢。把共面性規定為Z高和Z低焊料球之間的距離,對PBGA來說,共面性為7.8密耳(200μm)是可以實現的。JEDEC把共面性標準定為5.9密耳(150μm)。應當指出,共面性與 板翹曲度直接有關。 

   (3)與潤濕有關 

   (4)與再流焊過分的焊料成團有關 3.潤濕不良 

    波峰焊治具使用焊膏把BGA焊接到母板上時,在載體焊料球與焊膏之間或焊膏與焊盤接觸面之間可 能出現潤濕問題。外部因素(包括BGA制造工藝、板制造工藝及后序處理、存放和暴露條件 )可能會造成不適當的潤濕。潤濕問題還可能由金屬表面接觸時內部相互作用引起,這取決 于金屬親合特性。焊劑的化學特性和活性對潤濕也有直接的影響。

   4.焊料成團 

   再流焊后,板上疏松的焊料團如不去除，工作時可導致電氣短路,也可使焊縫得不到足 夠的焊料。形成焊料團的原因有以下幾種情況: 

    ·對于焊粉、基片或再流焊預置沒有有效地熔融,形成未凝聚的離散粒子。 

    ·焊料熔融前(預加熱或預干燥)焊膏加熱不一致,造成焊劑活性降級。 

    ·由于加熱太快造成焊膏飛濺,形成離散的焊粉或侵入到主焊區外面。 

    ·焊膏被濕氣或其它高"能量"化學物質污染,從而加速濺射。 

    ·加熱期間,含超細焊粉的焊膏被有機物工具從主焊區帶走時,在焊盤周圍形成暈圈。 

    ·焊膏和焊接防護罩之間的相互作用。

    5.孔隙 板上BGA焊接互連的孔隙應從兩個方面進行檢查:組件生產期間芯片載體焊料球上可能 會形成孔隙;板組裝期間芯片載體和板的焊接互連處可能會形成孔隙。

    一般來說,形成孔隙 的原因如下: ·潤濕問題 ·外氣影響 ·焊料量不適當 ·焊盤和縫隙較大 ·金屬互化物過多 ·細粒邊界空穴 ·應力引起的空隙 ·收縮嚴重 ·焊接點的構形 6.外部污染 由于化學特性或由于金屬工藝可能會造成外部污染。從化學方面來看,污染源有制造B GA使用的焊劑和基片;板組裝使用的焊劑;裸板制造。通過有效的清潔處理可除去污物。