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干货分享丨BGA、LGA的Void(空洞)分析改善
2022年06月08日 09:46   浏览:428   来源:诚

BGA、LGA的Void(空洞)分析改善


目  录

1、背景目的

2、BGA和LGA的Void发生的原因。

3、Reflow中的Void形成过程。

4、Void抑制方法的检验。

  4-1、Reflow Profile和Void的研究 ;

  4-2、LGA的Solder Paste和Void的关系;

  4-3、LGA Solder Paste印刷和Void的关系。

5、LGA 的Void不良零技朮。

6、BGA变形的原理(参考)。


背景目的

1-1背景:


随着实装的高密度化的推进,元件特别是IC、端子等电   极的构造变化显著。

根据电极的变化,以前的焊接技朮已经不能正确的焊接 元件了,其中最有代表性的是采用LGA、BGA的IC工厂。

    LGA、BGA等CHIP元件由开放型焊接向密闭型焊接变化。

    LGA、BGA-IC最大的问题是在接合部发生的“Void”。


1-2目的:


     1、)  LGA、BGA-IC不产生Void焊接技朮成为实用化。

     2、)  能够在高密度实装基板、大型主板上没有Void进行实装,提高接合的可靠性。


LGA和BGA的VOID发生原因

。为防止LGA、BGA的void发生,解开void发生的原理相当重要。

。为防止LGA、BGA的void发生是受锡膏的熔融的变化影响的。

。解开这些变化过程,就可以提出void的对策。


发生原理:

             1、因为焊锡表面张力,焊锡向中心部集中。

             2、因为表面张力void密闭

             3、要排除void抑制焊锡表面张力是很必要的。


模拟回流炉中LGA Solder Past的变化

为了解开实际的LGA、BGA的焊接有必要做模拟。


Void抑制方法的检验

原因分析的结果,为了防止BGA、LGA发生Void,要推进以下工作:

1、Reflow Profile 锡膏助焊剂的设计。

2、锡膏印刷。

3、 Reflow Profile 的3项目须同时改善,一个一个改善没有效果。


Void抑制方法的检验


LGA的Reflow Profile和void发生量的检验

Reflow Profile的void发生量的检验按照下面3项记录条件执行﹕

            1、公司内一般使用的Profile

            2、改善的Profile

            3、考虑现在生产的Profile


LGA的锡膏和void的发生量的验証

做LGA的solder paste的void发生量试验



LGA的solder paste和void发生量的验証

结论:void对策品的VL取得良好的结果,比较符合密闭型的焊接,

             FLUX的变化稳定。solder paste(粒度、FLUX)的使用重要


做LGA的solder paste印刷厚130um和150um瓦斯排出和印刷形状的有无条件。


130um

150um

全面印刷

全面印刷

缺口印刷

缺口印刷


LGA的solder paste印刷量和void发生的检証

结论 :因为印刷厚度引起的void发生量很少。

            从FLUX发生的瓦斯被排出。

            缺口印刷效果大

            要有充足的锡膏印刷量确保能够排出瓦斯的印刷形状。


BGA的Void不良零技朮

按照以前的观念,表面实装技朮上还不能实现Void为零,为了实现Void零不良需要满足以下条件,在实际生产上要严密考虑元件电极和PAD间锡膏印刷,装载元件以及Reflow等条件。

LGA、BGA的void零不良技朮

(1)元件电极和基板Pad的Space(容积)。

        根据电极的种类电极size和pad size不同,要对一个一个元件分

        别测量。要注意元件有平面电极和凹面电极。

(2) Space(容积)熔融后必要的焊锡量(焊锡容积)的设计

          熔融后根据锡膏的种类不同大约是印刷焊锡量的50-60%.

(3)确保必要的焊锡量,防止void发生,要设计锡膏的印刷厚度和印刷形状

          (钢网设计)。

(4)使用锡膏的选定。

        。防止void的发生,焊锡的size、活性剂、溶剂的种类。

        。推荐值:焊锡粒子:25-45um,活性剂多,溶剂:标准高沸点低。

(5)Reflow Profile的设计。

         参考使用锡膏推荐值。


零件低面Pad-Viod零技朮

熔融后锡膏厚度测定

现在 ﹕                          

1﹑Pad size :

             钢网开口部1﹕1

2﹑钢网0.127   



void対策钢网开口例(1)

                                            对策案例

                                             理想形状

void対策钢网开口例(2)

                                             对策案例

                                             理想形状


Void对策钢网开口例

对策案

理想形状


BUMP变形的推定原理


Reflow中BUMP变形的过程


不同形状的LAND的BGA异常发生数


1、2次面实装后的LGA刮刀中BUMP变形


在同一视角下K2-V和VL的REFLOW状态(X线)


传播真知,赋能智造;

若有帮助,甚是荣幸!



END




                 


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