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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(zhuǎn)換到無鉛工藝之后,單板在實(shí)行設(shè)備機(jī)械應(yīng)力測(cè)試(如沖擊、振動(dòng))時(shí),焊盤下基材開裂形勢(shì)明顯增加,直接導(dǎo)致兩類失效:smt貼片BGA焊盤與導(dǎo)線斷裂和單板內(nèi)兩個(gè)存在電位差的導(dǎo)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(yīng)變水平下,傳遞到PCB焊盤界面的應(yīng)力更大。

(2)PCB從熔融焊料固化到室溫的溫差ΔT變大,導(dǎo)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(diǎn)上的應(yīng)力更大。

(3)高Tg板材(Tg>150℃)的脆性更大。

這三個(gè)“更大”,導(dǎo)致基材開裂現(xiàn)象增加。

某手機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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?yàn)闊o鉛焊點(diǎn)本身更剛性以及組裝溫度更高的原因,使得BGA焊點(diǎn)機(jī)械沖擊測(cè)試主要的失效模式由有鉛焊點(diǎn)的焊料開裂變?yōu)闊o鉛焊點(diǎn)的BGA焊盤下PCB次表層樹脂的開裂,有鉛焊點(diǎn)與無鉛焊點(diǎn)的耐應(yīng)變情況如圖9-22所示。

高Tg與標(biāo)準(zhǔn)Tg板材焊盤剝離峰值拉力對(duì)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(fēng)險(xiǎn)。

為避免PCB在無鉛焊接時(shí)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(qiáng)、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(shí)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(jié)果是在提高T的同時(shí)使得PCB剛性增加、韌性降低,或者說使得PCB變脆。


PCB焊盤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么?

在SMT貼片加工中,PCB焊盤的設(shè)計(jì)十分重要,焊盤設(shè)計(jì)的會(huì)直接影響著元器件的焊接性、穩(wěn)定性和熱能傳遞,關(guān)系著貼片加工質(zhì)量,因此在設(shè)計(jì)PCB焊盤時(shí),就需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計(jì)。

      那么PCB焊盤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?下面靖邦技術(shù)員就為大家整理介紹。

一、PCB焊盤的形狀和尺寸設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):

1.調(diào)用PCB標(biāo)準(zhǔn)封裝庫。

2.有焊盤單邊小不小于0.25mm,整個(gè)焊盤直徑大不大于元件孔徑的3倍。

3.盡量保證兩個(gè)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(yīng)設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn):

焊盤的內(nèi)孔一般不小于0.6mm,因?yàn)樾∮?.6mm的孔開模沖孔時(shí)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(nèi)孔直徑,如電阻的金屬引腳直徑為0.5mm時(shí),其焊盤內(nèi)孔直徑對(duì)應(yīng)為0.7mm,焊盤直徑取決于內(nèi)孔直徑。

三、PCB焊盤的可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn):

1.對(duì)稱性,為保證熔融焊錫表面張力平衡,兩端焊盤必須對(duì)稱。

2.焊盤間距,焊盤的間距過大或過小都會(huì)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(dāng)。

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(diǎn)能夠形成彎月面。

4.焊盤寬度,應(yīng)與元件端頭或引腳的寬度基本一致。

關(guān)于PCB焊盤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么,今天就介紹到這里了。正確的PCB焊盤設(shè)計(jì),在貼裝時(shí)如果有少量的歪斜,可以在再流焊時(shí)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(shè)計(jì)不正確,即使貼裝位置十分準(zhǔn)確,再流焊后容易會(huì)出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋等焊接缺陷,因此對(duì)于PCB焊盤設(shè)計(jì)就需要十分注意。



PCB線路板常見問題及解決方法

    PCB線路板的設(shè)計(jì)制作是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,會(huì)涉及到許多知識(shí)要點(diǎn),一些工藝要求也很高,如果在設(shè)計(jì)制作過程中,稍微不注意,就會(huì)出現(xiàn)問題,影響PCB線路板的質(zhì)量與性... PCB線路板的設(shè)計(jì)制作是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,會(huì)涉及到許多知識(shí)要點(diǎn),一些工藝要求也很高,如果在設(shè)計(jì)制作過程中,稍微不注意,就會(huì)出現(xiàn)問題,影響PCB線路板的質(zhì)量與性能。對(duì)此,靖邦技術(shù)員就為大家整理介紹PCB線路板常見問題及解決方法:

一、PCB線路板短路:

PCB線路板短路是造成PCB板無法工作的常見故障之一,而造成這個(gè)問題的原因就是焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng)。解決方法:可以將圓形焊墊改為橢圓形,加大點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離,防止短路。

PCB板零件方向的設(shè)計(jì)不適當(dāng),也同樣會(huì)造成板子短路,無法工作。如SOIC的腳如果與錫波平行,便容易引起短路事故。解決方法:可以適當(dāng)修改零件會(huì)掉,故易因此而造成短路,需將焊點(diǎn)離開線路2mm以上。

另外還有一些原因也會(huì)導(dǎo)致PCB板的短路故障,如基板孔太大、錫爐溫度太低、板面可焊性不佳、阻焊膜失效、板面污染等,都是比較常見的故障原因。工程師可以對(duì)比以上原因和發(fā)生故障的情況逐一進(jìn)行排除和檢查。

二、PCB線路板上出現(xiàn)暗色及粒狀的接點(diǎn)

PCB線路板上出現(xiàn)暗色或者是成小粒狀的接點(diǎn)問題,多半是因于焊錫被污染及溶錫中混入的氧化物過多,形成焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)太脆,須注意勿與使用含錫成份低的焊錫造成的暗色混淆。

還有一個(gè)原因是PCB板加工制造過程中所使用的焊錫本身成份產(chǎn)生變化,雜質(zhì)含量過多,需加純錫或更換焊錫。斑痕玻璃纖維積層物理變化,如層與層之間發(fā)生分離現(xiàn)象,但這種情形并非焊點(diǎn)不良,原因是基板受熱過高,需降低預(yù)熱及焊錫溫度或無判斷力加基板行進(jìn)速度。

三、PCB線路板焊點(diǎn)變成金黃色

一般情況下PCB板的焊錫呈現(xiàn)的是銀灰色,但偶爾也有金黃色的焊點(diǎn)出現(xiàn)。造成這一問題的主要原因是溫度過高,此時(shí)只需要調(diào)低錫爐溫度即可。

以上內(nèi)容就是關(guān)于PCB線路板常見問題及解決方法,靖邦科技希望能幫助到大家。PCB線路板的設(shè)計(jì)制作工作,是一項(xiàng)既簡(jiǎn)單又繁瑣的工作,出現(xiàn)一些問題是不可避免的,制作人員需要了解出現(xiàn)問題的原因及解決方法,才能避免PCB板報(bào)廢。


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