干貨分享丨BGA、LGA的Void（空洞）分析改善

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背景目的

1-1背景：

隨著實裝的高密度化的推進，元件特別是IC、端子等電極的構(gòu)造變化顯著。

根據(jù)電極的變化，以前的焊接技朮已經(jīng)不能正確的焊接元件了，其中最有代表性的是采用LGA、BGA的IC工廠。

    LGA、BGA等CHIP元件由開放型焊接向密閉型焊接變化。

    LGA、BGA-IC最大的問題是在接合部發(fā)生的“Void”。

1-2目的：

     1)  LGA、BGA-IC不產(chǎn)生Void焊接技朮成為實用化。

     2)  能夠在高密度實裝基板、大型主板上沒有Void進行實裝，提高接合的可靠性。

LGA和BGA的VOID發(fā)生原因：

為防止LGA、BGA的void發(fā)生，解開void發(fā)生的原理相當(dāng)重要。

為防止LGA、BGA的void發(fā)生是受錫膏的熔融的變化影響的。

解開這些變化過程，就可以提出void的對策。

發(fā)生原理：

       1、因為焊錫表面張力，焊錫向中心部集中。

       2、因為表面張力void密閉

       3、要排除void抑制焊錫表面張力是很必要的。

模擬回流爐中LGA Solder Past的變化

為了解開實際的LGA、BGA的焊接有必要做模擬。

Void抑制方法的檢驗

原因分析的結(jié)果，為了防止BGA、LGA發(fā)生Void,要推進以下工作：

1、Reflow Profile 錫膏助焊劑的設(shè)計。

2、錫膏印刷。

3、 Reflow Profile 的3項目須同時改善，一個一個改善沒有效果。

Void抑制方法的檢驗

LGA的Reflow Profile和void發(fā)生量的檢驗

Reflow Profile的void發(fā)生量的檢驗按照下面3項記錄條件執(zhí)行﹕1、公司內(nèi)一般使用的Profile；2、改善的Profile；3、考慮現(xiàn)在生產(chǎn)的Profile。

LGA的錫膏和void的發(fā)生量的驗証

做LGA的solder paste的void發(fā)生量試驗

LGA的solder paste和void發(fā)生量的驗証

結(jié)論：void對策品的VL取得良好的結(jié)果,比較符合密閉型的焊接， FLUX的變化穩(wěn)定。solder paste(粒度、FLUX）的使用重要。

做LGA的solder paste印刷厚130um和150um瓦斯排出和印刷形狀的有無條件。

LGA的solder paste印刷量和void發(fā)生的檢証

結(jié)論 ：因為印刷厚度引起的void發(fā)生量很少。 從FLUX發(fā)生的瓦斯被排出。缺口印刷效果大。要有充足的錫膏印刷量確保能夠排出瓦斯的印刷形狀。

BGA的Void不良零技朮

按照以前的觀念，表面實裝技朮上還不能實現(xiàn)Void為零，為了實現(xiàn)Void零不良需要滿足以下條件，在實際生產(chǎn)上要嚴(yán)密考慮元件電極和PAD間錫膏印刷，裝載元件以及Reflow等條件。

LGA、BGA的void零不良技朮

（1）元件電極和基板Pad的Space（容積）。根據(jù)電極的種類電極size和pad size不同，要對一個一個元件分別測量。要注意元件有平面電極和凹面電極。

（2） Space（容積）熔融后必要的焊錫量（焊錫容積）的設(shè)計 熔融后根據(jù)錫膏的種類不同大約是印刷焊錫量的50-60%.

（3）確保必要的焊錫量，防止void發(fā)生，要設(shè)計錫膏的印刷厚度和印刷形狀（鋼網(wǎng)設(shè)計）。

（4）使用錫膏的選定。防止void的發(fā)生，焊錫的size、活性劑、溶劑的種類。推薦值：焊錫粒子：25-45um,活性劑多，溶劑：標(biāo)準(zhǔn)高沸點低。

（5）Reflow Profile的設(shè)計。參考使用錫膏推薦值。

零件低面Pad-Viod零技朮

熔融后錫膏厚度測定

現(xiàn)在 ﹕                          

1﹑Pad size ：鋼網(wǎng)開口部1﹕1；

2﹑鋼網(wǎng)0.127。

void対策鋼網(wǎng)開口例(1)

void対策鋼網(wǎng)開口例(2)

Void對策鋼網(wǎng)開口例

BUMP變形的推定原理

Reflow中BUMP變形的過程

1、2次面實裝后的LGA刮刀中BUMP變形

在同一視角下K2-V和VL的REFLOW狀態(tài)（X線）

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