BGA虛焊
一．BGA虛焊的類別及缺陷特征：
通常把電氣斷路的焊接**稱為虛焊。根據(jù)焊點(diǎn)的失效機(jī)理，BGA的虛焊可分為以下幾種：
1. 現(xiàn)窩現(xiàn)像
2. 冷焊
3. 不潤(rùn)濕
4. 黑盤斷裂
5. 熱應(yīng)力型斷裂（因BGA變形或BGA與PCB的CTE失配，在焊點(diǎn)凝固開始到冷卻至室溫期間發(fā)生的斷裂，角部焊點(diǎn)斷裂是其主要特征）
6. 溫裝工藝型的斷裂（屬于熱機(jī)械應(yīng)力型斷裂，但比較特殊，單獨(dú)列出來(lái)）
7. 機(jī)械應(yīng)力斷裂（多為裝焊操作所辦，焊盤拔起或基材拉裂是其主要特征）
8. 熱重熔斷裂，如波峰焊引起的BGA側(cè)焊點(diǎn)斷裂（平整的脆斷口是其主要特征）
這樣的劃分，不盡合理，但對(duì)于分析BGA虛焊采取對(duì)應(yīng)的措施是有幫助的。
二．原因分析及對(duì)策
1. 球窩現(xiàn)象主要原因及對(duì)策：
原因：焊球表面深度氧化;共面性差（焊球與錫膏在**次塌落時(shí)沒(méi)有接觸，如BGA變形、錫膏印刷量不夠）;另外貼片移位比較多時(shí)也會(huì)導(dǎo)致球窩現(xiàn)象。
對(duì)策：首先選用活性比較強(qiáng)的錫膏，再增加錫膏的印刷厚度或更換物料;采用較強(qiáng)活性的錫膏，大多數(shù)情況下對(duì)解決球窩現(xiàn)象有效，但有個(gè)別情況效果比較差。
2. 冷焊現(xiàn)像原因及對(duì)策：
原因：焊量與焊盤間沒(méi)有形成IMC，通常焊點(diǎn)表面也比較精糙，甚至可以看見錫膏中錫粉的痕跡;請(qǐng)要是因?yàn)楹附訙囟然蚝附訒r(shí)間不夠，熔融的焊球沒(méi)有與焊盤形成IMC，焊點(diǎn)強(qiáng)度非常低，在應(yīng)力作用下容易斷裂。
對(duì)策：焊接的峰值溫度必須高于二次塌落的*低溫度11～
12度;用有鉛錫膏做焊接工藝時(shí)峰值溫度大于或等于195度;用無(wú)鉛錫膏焊接工藝時(shí)峰值溫度大于或等于228度;有鉛錫膏焊接無(wú)鉛BGA時(shí)峰值溫度大于或等于225度.3. 有鉛錫膏焊接無(wú)鉛ＢＧＡ的**原因及對(duì)策：
用有鉛錫膏按標(biāo)準(zhǔn)回流焊接溫度曲線(峰值溫度210～220度),焊接無(wú)鉛BGA時(shí)，出現(xiàn)無(wú)鉛錫球無(wú)塌落現(xiàn)象。由于焊接溫度比較低，錫球沒(méi)有熔化，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)二次塌落與自校準(zhǔn)，焊點(diǎn)連接強(qiáng)度低，容易導(dǎo)致焊點(diǎn)斷裂，為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們只有按無(wú)鉛錫膏峰值溫度的下限溫度進(jìn)行焊接。
4. BGA焊盤不潤(rùn)濕的原因及對(duì)策：
焊盤不潤(rùn)濕的現(xiàn)象請(qǐng)要表現(xiàn)為側(cè)面無(wú)潤(rùn)濕及錫球與焊盤沒(méi)有連接，接觸面較小。請(qǐng)要原因是焊盤不潤(rùn)濕可焊性差或焊盤上沒(méi)有錫膏;PCB焊盤溫度不夠，錫膏被錫球吸走（芯吸）。為了解決以上問(wèn)題，我們要嚴(yán)格控制PCB的來(lái)料質(zhì)量，嚴(yán)格使用儲(chǔ)存**期內(nèi)的PCB，并定時(shí)檢查錫膏的印刷情況，定期焊鋼網(wǎng)，使用活性強(qiáng)的錫膏效果更佳。
5. BGA黑盤裂：
主要表現(xiàn)為ENIG處理的焊盤發(fā)生貫穿性裂紋，此裂紡均發(fā)生在PCB側(cè)IMC與焊盤鎳層界面。黑盤會(huì)降低錫球與焊盤的結(jié)合強(qiáng)度，如果BGA再流焊接時(shí)，封裝變形嚴(yán)重，在應(yīng)力作用下，焊點(diǎn)就可能被拉裂。現(xiàn)在主要用OSP代替ENIG來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。黑盤是此類缺陷產(chǎn)生的主要原因，但不合適的溫度曲線，往往會(huì)使焊點(diǎn)產(chǎn)生大的應(yīng)力，兩方面的原因?qū)е潞更c(diǎn)斷裂。目前BGA、QFN、CSP、等器件的焊盤基本不用ENIG工藝處理，大多被QSP選擇性涂覆或整板OSP代替。
6. BGA焊點(diǎn)熱機(jī)械應(yīng)力裂：
請(qǐng)要表現(xiàn)為斷裂的焊點(diǎn)一般出現(xiàn)在BGA四角部位，大多數(shù)情況下從PCB側(cè)斷裂。請(qǐng)要原因有BGA封裝結(jié)構(gòu)：BGA封裝結(jié)構(gòu)有很多，有些為局部塑封型，有些為金屬蓋型，由于這些結(jié)構(gòu)及所用材料不同，因而其昅潮性與熱應(yīng)辦敏感性也不同，發(fā)生熱應(yīng)力斷裂的概率從大到小為，整面塑封型、局部塑封型、金屬散熱型。BGA冷卻過(guò)程中的變形：BGA冷卻過(guò)程中，會(huì)發(fā)生變形，斷裂界面發(fā)生在PCB側(cè)還是BGA側(cè)，決定于PCB與BGA哪個(gè)熱容量大，熱容量大的一側(cè)后冷卻，形成的晶粒粗大，強(qiáng)度較弱，自然成為焊點(diǎn)斷裂的一側(cè)。請(qǐng)要對(duì)策對(duì)下：BGA上線前必須進(jìn)行烘干，減少BGA的變形，為了減少大尺寸BGA焊球的剪切應(yīng)力及拉應(yīng)力，建議設(shè)置小的再流焊接平臺(tái)并采用比較長(zhǎng)的焊接時(shí)間，以便BGA封裝內(nèi)外達(dá)到熱平衡。
一通達(dá)ETONGDA錫膏針對(duì)BGA的焊接有著上等焊接效果，能有效的解決以上問(wèn)題。關(guān)于BGA焊接**的分析，我司在在后續(xù)的文章中介格。
