電子零件掉落或錫裂一定是SMT製程問題迷思(11)?應力是造成BGA焊錫破裂的最大兇手

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前面的篇幅工作熊花了許多時間來談論「如何加強PCA的結合力」,以及「如何增強電子產品抵抗應力的能力」等,現在我們終於可以開始來談談造成BGA焊錫破裂的最大兇手『應力(stress)』。

所謂知己知彼方能百戰百勝,想要徹底解決BGA焊錫破裂的問題,就必須要了解「應力來自何處?」才能對症下藥避免或降低應力的影響,不解決應力問題,其他的努力都只能事倍功半,就像整治河水氾濫,疏通永遠比圍堵來得有效。

應力又可以分為內應力及外應力兩種,內應力屬於潛變(creep)的長期信賴度問題,本文基本上不談論內應力,而僅針對「外應力」來探討。對於焊錫來說,應力其實無所不在,而應力對焊錫破裂的最大影響就是造成「板彎」,早期的時候電路板的厚度大概都設計在1.6mm以上,而且電子零件也還算大顆及強壯,對於組裝所造成的彎曲應力也都還在可以承受的範圍內,但隨著手機的風行,電路板的厚度也越來越薄,而太簿的電路板只要稍微用點力就會被彎曲,再加上BGA的錫球直徑也是越做越小,對於應力的承受能力也就越來越差。

還好現在的科技也跟著發達,現在想要了解應力如何作用在電路板以致造成板彎,可以事先利用電腦CAD來模擬,不過模擬需要輸入許多的假設條件,所以結果也通常與事實有些差距,不過還是可以參考。等到板子實際做出來之後,其實還可以利用應變應力計(strain-stress gage)來量測各種組裝狀況下電路板承受的實際應力。

所以,如果你們公司的產品於生產過程中經常碰到BGA焊錫開裂或是MLCC電容破裂的問題,工作熊強烈建議你一定要使用應變計(strain-stress gage)來量測各種組裝及測試製程中所引起的應力大小,然後針對應力超標的製程進行改善。

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