SMT貼片加工BGA焊盤下PCB次表層樹脂開裂的原因

隨著產(chǎn)品轉換到無鉛工藝之后，單板在實行設備機械應力測試（如沖擊、振動）時，焊盤下基材開裂形勢明顯增加，直接導致兩類失效：smt貼片BGA焊盤與導線斷裂和單板內兩個存在電位差的導線“建立”起金屬遷移通道，分別如圖9-19和圖9-20所示。

（1）無鉛焊料硬度變高，在既定的應變水平下，傳遞到PCB焊盤界面的應力更大。

（2）PCB從熔融焊料固化到室溫的溫差ΔT變大，導致PCB和元器件之間的X/Y平面的CTE更加不匹配，用途在焊點上的應力更大。

（3）高Tg板材(Tg＞150℃)的脆性更大。

這三個“更大”，導致基材開裂現(xiàn)象增加。

某手機板發(fā)生PCB次表層樹脂開裂，如圖所示。

在其他因素固定的情況下，高TgFR4樹脂比標準TgFR4樹脂材料更容易發(fā)生焊盤剝離失效。因此，在無鉛工藝中如果能夠使用中TgFR4板材更好。

產(chǎn)品切換到無鉛后，因為無鉛焊點本身更剛性以及組裝溫度更高的原因，使得BGA焊點機械沖擊測試主要的失效模式由有鉛焊點的焊料開裂變?yōu)闊o鉛焊點的BGA焊盤下PCB次表層樹脂的開裂，有鉛焊點與無鉛焊點的耐應變情況如圖9-22所示。

高Tg與標準Tg板材焊盤剝離峰值拉力對比如圖9-23所示。

某公司無鉛切換后，發(fā)生幾起PCB次表層樹脂開裂事件，說明無鉛切換在使用大尺寸BGA方面有風險。

為避免PCB在無鉛焊接時分層，要求提高Td提高Td,一般采用將普通FR-4用的極性很強、容易吸水的Dicy固化劑換為不容易吸水的PN（酚醛樹脂）固化劑并將含量由Dicy的5%增加到25%Wt的辦法，但同時使得Z向的CTE變大增加。為了降低Z向的CTE，加入了20%的SiO2。其結果是在提高T的同時使得PCB剛性增加、韌性降低，或者說使得PCB變脆。

Pcb測試、pcba焊接及降低pcba成本的方法

pcb的測試以及降低pcba成本的方法都是非常重要的。下面靖邦科技的技術員就給大家介紹一下pcb的測試方法和降低pcba成本的方法。

一、PCB測試  

測試PCB是否有斷路或是短路的狀況，可以使用電子或光學方式測試。電子測通常用飛針探測儀來檢查所有連接，光學方式則采用掃描以找出pcb各層的缺陷。電子測試在尋找斷路或短路比較準確，但是光學測試可以更容易偵測到導體間不正確空隙的問題。

二、PCBA零件安裝與焊接

PCBA最后一項步驟就是安裝與焊接各零件了。無論是插件還是貼片零件都利用機器設備來安裝放置在PCB上。插件零件通常都用波峰焊的焊接方式來焊接。一步，將引腳裁切到靠近板子，且稍稍彎曲保證零件能夠固定。二步，將PCB放置在助溶劑的水波上，讓pcb底部和助溶劑良好接觸，這樣可以將pcb底部引腳上的氧化物給除去。在加熱PCB后，這次則移到融化的焊料上，在和底部接觸后焊接就完成了。

自動焊接SMT零件的方式為回流焊接。首先給PCB板印刷錫膏，錫膏里頭含有焊料與助熔劑的糊狀焊接物，在貼片零件安裝在PCB上之后先處理一次，經(jīng)過PCB加熱后再處理一次。待PCB冷卻之后焊接就完成了，接下來就是準備進行PCB的最終測試了。

三、節(jié)省PCBA制造成本的方法

為了節(jié)省PCB的制造成本，下面的一些因素都必須被考慮進去：

1、板子的尺寸自然是個重點。板子尺寸越小則成本就越低。一部分PCB的尺寸已經(jīng)成為標準，標準尺寸的pcb板成本低。

2、使用SMT會比插件來得省錢，因為SMT能使板子上貼更多的元器件。

3、另外，如果pcb板上的元器件很密集，那么pcb布線也必須更細，使用的設備也相對的要更高階。同時pcb使用的材質也要更好，在導線設計上也必須要更小心，以免造成耗電等會對電路造成影響的問題。這些問題帶來的成本，可比縮小PCB尺寸所節(jié)省的還要多。

4、pcb板的層數(shù)越多成本越高，不過層數(shù)少的PCB通常會造成尺寸的增加。

5、鉆孔需要消耗時間，所以pcb板上的導孔越少越好。

6、盲孔比通孔要貴。因為盲孔必須要在貼合前就先鉆好洞。

7、板子上導孔的直徑是依照零件引腳的直徑來決定的。如果板子上有不同類型引腳的零件，那么因為機器不能使用同一個鉆頭鉆所有的洞，相對的比較耗時間，也代表制造成本相對提升。

8、使用飛針式探測方式的電子測試，通常比光學方式貴。一般來說光學測試已經(jīng)足夠保證PCB上沒有任何錯誤。

以上就是pcb的測試方法和降低pcba成本的方法。希望可以幫的到大家!

PCB焊盤設計標準是什么?

在SMT貼片加工中，PCB焊盤的設計十分重要，焊盤設計的會直接影響著元器件的焊接性、穩(wěn)定性和熱能傳遞，關系著貼片加工質量，因此在設計PCB焊盤時，就需要嚴格按照相關要求標準去設計。

      那么PCB焊盤設計標準是什么呢?下面靖邦技術員就為大家整理介紹。

一、PCB焊盤的形狀和尺寸設計標準：

1.調用PCB標準封裝庫。

2.有焊盤單邊小不小于0.25mm，整個焊盤直徑大不大于元件孔徑的3倍。

3.盡量保證兩個焊盤邊緣的間距大于0.4mm。

4.孔徑超過1.2mm或焊盤直徑超過3.0mm的焊盤應設計為菱形或梅花形焊盤。

5.布線較密的情況下，推薦采用橢圓形與長圓形連接盤。單面板焊盤的直徑或小寬度為1.6mm;雙面板的弱電線路焊盤只需孔直徑加0.5mm即可，焊盤過大容易引起無必要的連焊。

二、PCB焊盤過孔大小標準：

焊盤的內孔一般不小于0.6mm，因為小于0.6mm的孔開模沖孔時不易加工，通常情況下以金屬引腳直徑值加上0.2mm作為焊盤內孔直徑，如電阻的金屬引腳直徑為0.5mm時，其焊盤內孔直徑對應為0.7mm，焊盤直徑取決于內孔直徑。

三、PCB焊盤的可靠性設計要點：

1.對稱性，為保證熔融焊錫表面張力平衡，兩端焊盤必須對稱。

2.焊盤間距，焊盤的間距過大或過小都會引起焊接缺陷，因此要確保元件端頭或引腳與焊盤的間距適當。

3.焊盤剩余尺寸，元件端頭或引腳與焊盤搭接后的剩余尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面。

4.焊盤寬度，應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。

關于PCB焊盤設計標準是什么，今天就介紹到這里了。正確的PCB焊盤設計，在貼裝時如果有少量的歪斜，可以在再流焊時由于熔融焊錫表面張力的作用而得到糾正。而如果PCB焊盤設計不正確，即使貼裝位置十分準確，再流焊后容易會出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋等焊接缺陷，因此對于PCB焊盤設計就需要十分注意。