電子零件掉落或BGA錫裂一定是SMT製程問題迷思(9)?增加零件對應力的抵抗能力

電子零件掉落或錫裂一定是SMT製程問題迷思(9)?增加零件對應力的抵抗能力

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增加零件對應力的抵抗能力


2.針對BGA封裝的四個角落不要設計錫球或使用Dummy-ball

如果你有在顯微鏡下仔細研究過BGA破裂的實際現象,應該會發現絕大部分的BGA都是從外邊四個角落處的錫球開始破裂的,這是因為BGA四個角落對於板彎的力距是最遠的,所以它們也是板彎板翹後承受最大應力之處,當然也就最容易發生焊錫破裂。







針對BGA封裝的四個角落不要設計錫球或使用Dummy-ballNAND_Flash_BGA_indicator

所以,在BGA封裝設計時如果可以在其四個角落的地方設計沒有功能訊號的假球(Dummy-ball)或是直接不要植球,都可以有效的起到保護BGA四個角落焊點之目的,並降低錫球破裂的風險。現在已經有許多的SRAM及DDR的BGA封裝採用這樣的設計了,不過工作熊認為CPU及MCU才是最應該導入這種設計的BGA,因為它們的尺寸最大。

3.較薄PCB採用回焊過爐載具或全程載具降低板彎變形風險

工作熊個人認為,PCB厚度如果在1.2mm以下應該採用「回焊過爐載具(reflow carrier)」,如果是在1.0mm以下可能還必須採用「全程載具(full process carrier)」,即使是1.6mm含或以上的板子,可能都要視情況採用SMT載具。

使用SMT載具最主要目的當然是為了降低及防止PCB彎曲變形,一旦PCB發生變形,在其後續的測試及組裝製程中,都會承受額外的彎曲應力,因為所有的治具設計都是假設PCB是平的,使用治具測試時,治具反而會給予應力嘗試掰平PCB,而且彎曲變形的PCB對大型零件的焊接也非常不利,尤其是對BGA及LGA這種零件,因為其焊錫會被拉長變細或擠壓變胖,相對的降低其承受應力的能力。

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較薄PCB採用回焊過爐載具或全程載具降低板彎變形風險

PCB之所以會在過回焊時彎曲變形,是因為我們現在無鉛製程所採用的PCB都僅為Tg150的板材,意思就是溫度過了150°C後板材就會開始軟化,而無鉛製程的回焊溫度則高達250°C上下,也就是說現今的PCB只要經過回焊爐後多多少少一定都會產生形變,而且PCB板厚越薄的,在回焊爐中軟化形變的就越嚴重,當然還有其他因素可能會影響到板彎,比如說板子上的銅箔分佈均勻度,有無過重零件,板子尺寸大小、合板的連筋大小與位置…等,溫度則是最大的貢獻因子,使用載具可以強迫PCB過爐時維持其平整度,降低板彎變形量。

不過,工作熊必須強調:「使用載具雖然可以有效抑制PCB變形,但卻不能絕對解決BGA錫裂的問題」,如果你的板厚已經到了0.8mm以下,老實說即使不在高溫下隨便都可能彎曲,一個操作不慎就錫裂,那真的沒搞頭,另外,會板彎板翹的不僅僅PCB,就連BGA上的載板也會,載板雖然使用高Tg的材料,但頂多也就是Tg175,設計不良的BGA過爐時可能彎曲得跟香蕉都有得比,只能說有天才研發(R&D)在,製程就只能多擔待。

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