影片:BGA 回流焊焊接過程

BGA_soldering

這裡工作熊收錄了兩支關於BGA錫球回流焊接的影片,從錫膏的熔融到整個焊接過程,全程紀錄,個人覺得蠻值得參考的。

第一支影片拍得非常的清晰,連錫膏的顆粒也都拍得粒粒分明,不過需要注意的是這支影片中錫膏的熔點似乎比錫球要來得低,所以在溫度上昇的時候,最先融化的是錫膏,隨著錫膏的顆粒逐漸融化,並融合在一起,最後完全變成液態後,錫球才開使慢慢融化,而隨著錫球的融化,隨之而來的是BGA錫球的形狀從原本的正圓球體,變成壓縮種間鼓起的圓柱體,而且也降低了載板的高度,也就是說BGA載板與印刷電路板的間隙會逐漸變小,到最後整顆錫球完全融化並與錫膏融合在一起,至此完全融合在一起的錫膏與錫球就變成了BGA載板與電路板之間強而有力的橋樑。







第二支影片的錫膏與錫球應該有著同樣的成份,所以可以很明顯的看到錫膏與錫球一起融化,影片一開始可以明顯的看出錫膏與錫球似乎有點錯位,但經過回流焊的過程,熔融的焊錫把原本的錯位矯正了過了來。從影片上的數字看來應該是屬於63/37的有鉛錫膏,所以矯正錯位的能力也比較強。


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訪客留言內容(Comments)

原來BGA的焊錫過程會把原來錫球的高度降低,而且還是整顆錫球都會重新熔化過一次,我還以為只是讓錫膏連接上錫球而已。謝謝你的分享。

狂人大哥你好,
從影片看起來,錫球熔化後高度變低錫球外徑也變寬了,這變大的外徑會較原來大幾%,不知業界上是否有相關經驗值,這變化是否也會因使用的錫球錫膏而不同呢?感謝您的回答!

ERIC;
我相信有一定的比率,但我沒有這方面的資料,這個尺寸因素應該跟錫膏的種類(SAC305或SAC405…)、錫膏厚度與面積,焊墊的大小、錫球直徑,錫球的數量,IC的重量、溫度…等有關…。
只是一般我們只要比對同一顆IC的錫球大小就可以判斷其是否存在焊接的問題,比較少會去算錫球會變成多大。

如何可以看到影片?

Jasper;
如何你是在中國大陸,可能就要使用翻牆軟體了,如果不是的話,應該都可以正常觀看YouTube的影片才對。

HI 熊大
有個疑慮想請教。我們生產LED模組是雙面製程 PCB為8層板 現在發現LED PAD吃錫不良的情況,目前判斷方向為VLED正極PAD在LAYOUT設計時畫成同一個PAD並沒有設計限熱銲墊,經過導孔到第二層大面積鋪銅形成PAD散熱太快的假銲,LED本身鐵腳爬錫狀況良好也經過了廠內的一測、二測、燒機測(60度4hrs) 有抓出一些假銲的狀況,但去到客戶端卻發現有同樣問題發生,想請問~除了防熱銲墊的設計外..提高爐溫??因為是雙面製程 IC零件面有一顆40*40BGA 擔心打LED時提高爐溫會怕那顆BGA吃錫會變成水滴狀 日後問題更大~不提高爐溫又怕LED PAD吃錫不良~LAYOUT不變更設計的情況下 還有什麼方式可以排除?

hatak;
1. 建議先用溫度計實際量測所懷疑的焊墊是否因為接地面積過大而造成昇溫速度過慢。一般接地焊墊的生溫速度會比較慢,順便看一下Peak溫度是否有達到熔錫的溫度。
2. 如果確認是溫度造成,可以降低板子的整體昇溫速度,也就是soak區的昇溫減緩,讓所有的焊墊溫度都升到一定溫度後再進入reflow區。

熊大:
请教,我们公司碰到以下问题 ,是一个蓝牙模组焊在我们的载板上,但产线上出现有蓝牙功能问题INT.
1. 部分手焊模组上电容焊接后故障消失.
2. 部分依测试性能评定是BGA IC下电压已异常.或是晶振回路有异常,但试着将10块不良的蓝牙模组连同载板再过一次回流焊,故障现象全部消失.再将这10块样品做冷热冲击试验后,有3块还是表现有蓝牙功能故障,但现象同原来不一样.
3. 所有不良样品其载板上的所有焊点均没有发现异常.
因此我们与模组供应商均判定为蓝牙模组上焊点已有异常,但供应商认为是蓝牙模组在我们载板上过回流焊时温度不足所致,而我们认为是蓝牙模组本身焊接不良.
双方意见不一致,请教以下疑问
A.如果蓝牙模组本身第一次回流焊时焊接良好,会在第二次过回流焊时导致上述不良吗? 如果是第2次会导致不良,主要会是哪些方面控制的因素?
B. 以上这个情况应做怎么样的分析才能找出真因? 谢谢!

abillu;
請要先認知藍芽模組本身也是使用電路板及電子零件來製成的,如果貴公司的產品不是請告知。
只要是電路板及電子零件就有經過幾次回焊的限制,基本上不能無限次數一直讓電路板及電子零件流過高溫的回焊爐。
如果一再重複流經回焊爐會讓藍芽模組的電路板發生變形翹曲、產生分層、導通孔破裂、電子零件毀損…等問題,所有的零件也會急速的脆化。
所以你說第一次回焊OK,第二次回焊不良是有可能的,從實際的經驗來看電路板翹曲的機會較大。
至於要如何分析,建議要配合電子工程師,量測可能短路或是斷路的位置,然後一步一步追查,可以先用X-Ray(最好可以旋轉角度)檢查焊點,將藍芽模組從母板上分離,然後各自測試,一步一步排除可能因素,到最後電路板的問題可能就要切片了。

感谢快速解答!
1.蓝牙模组是如你说的BGA IC及相关部件焊于PcB上组成
2.正常在我们公司也是只过-次回流焊,上述再过是怀疑假焊而做试验
3.我们用x-Ray检查过确定无短路,应是焊点有开路,但不知是如何开路?
4.如果在我们公司回流焊时温度偏低有影响到蓝牙模组上假焊?
5-你说可能变形引起,请问是指载板变形还是指蓝牙板?这个引起蓝牙板上焊点假焊吗?但我们看实物是看不到假焊 .
能提供你E-mail吗?我传pcBA图片给你帮看看

abillu;
3. 一般的X-ray只能看2D,看不出假焊或空焊,要用可以選轉角度的X-ray或5DX,才能看立體圖。
4. 回流溫度偏低要看多低?要做藍芽模組下的溫度量測,如果是SAC305建議溫度高於220°C的時間要在50~60秒,溫度太低或不足就可能假焊。
5. 變形。兩者都有可能,藍芽板或載板都會,因為一般的電路板的Tg值大概都在150而已,撐不了幾次的高溫,可以查看部落格中的HIP及板彎板翹相關文章。
6. 電子郵件可以在部落格的右上角找到電子郵件圖示,點下去就可以了。不過一般的PCBA圖片是看不出問題的,只能參考。

您好,請問BGA如果在第一次的reflow process已經確定有wetting (well-joined),在過第二次reflow 的熔點會變成多少? 會以純錫的熔點232 deg. 作為第二次reflow 的熔點嗎? 還是依舊是217 deg ? 條件為 lead free 製程的SAC 305 solder paste along with SAC105 solder ball. 謝謝

Ray,
第二次Reflow的熔點肯定比第一次Reflow來得高,至於高多少沒有實際量測過,一般大概會高個10C左右(詳細數字可能得查詢錫膏廠商),這個應該是因為合金的成份改變造成熔點改變。


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