BGA焊点气泡过大分析

时间：2024-11-21

作者：优尔鸿信检测技术(深圳)有限公司

一、失效背景调查

公司內部某单位所使用的U73Z002.00 PCB回流焊後發現U1 BGA出現大型空洞（area> 25%）。对该位置进行切片以确认不良现象，结果如下图所示：

根据IPC标准，BGA焊点气泡面积应 ≤25%

二、空洞产生机理

气体来源﹕

水汽：

(1) Flux与金属氧化物(SnO/CuO) 反应后产生水分

2RCOOH＋SnＯ/CuO—→Sn/Cu(RCOO)2＋H2O↑

(2) Flux中的**酸酯化反应生成水

RCOOH＋R`OH—→RCOOR`＋H2O↑

(3)组件、PCB或锡膏吸水、残留水汽

助焊剂中**溶剂挥发：Flux中**溶剂在焊接高温中挥发产生气体。PCB焊盘盲孔

残留空气锡膏印刷时，锡膏覆盖在盲孔上使孔内空气难以逃溢；回流焊时，内部空气受热膨胀，形成上圆下尖形状的空洞。

1.由此可得：

盲孔结构和PCB吸水残留水汽可能是该种空洞不良的主要原因。

无大气泡的盲孔结构焊球（范例）

盲孔底部角度平滑，孔壁完整无Crack，不易积存水汽。

出现大气泡的盲孔结构焊球

盲孔底部凹坑，易积存水汽液体。

2.理论计算(1.72倍)与切片结果(1.77倍)相符，因此该空洞可能为盲孔残留的空气膨胀后形成。

3.切片图测量可知该空洞直径达200~300µm，远大于盲孔内残留空气热膨胀造成的空洞，所以该空洞不是仅仅由于盲孔内残留的空气膨胀所产生。

切片图片显示盲孔底部存在凹坑，PCB制造需要经过许多湿制程，凹坑*积存水等液体物质，并且不易被烘干，过SMT时这些液体就会气化而产生大型空洞。

结论

盲孔上的空洞产生可能与盲孔结构或PCB吸水残留水汽有关。盲孔结构上的较小空洞是由盲孔内残留空气膨胀所造成，但并不会形成过大的空洞。

过大空洞的产生原因可能为盲孔底部存在凹坑以及孔壁裂纹，导致PCB湿制程中的水汽等液体残留于盲孔侧壁中，在回流焊高温时汽化膨胀而成。

改善建议

建议采用电镀填孔工艺，避免盲孔中的空气受热膨胀产生气泡。

针对小型盲孔，建议采用激光钻孔技术，避免盲孔底部凹坑的产生。

若选择不改变工艺，建议在焊接前对PCB进行烤板烘干处理。

吹孔

焊接时，孔壁上的破孔向外吹气称为吹孔。

PCB通孔的破孔一般与钻孔﹑镀铜等流程有关﹐由于PCB基材需要经过许多湿制程，难免会从破孔处吸入水汽、化学物质，这些物质在高温下可能放出大量的气体。

这些气体会沿着孔壁的吹孔排放到焊锡中，加剧了大气泡的生成。

15827322876

词条
词条说明
优尔鸿信2024年研讨会计划
尊敬的客户及朋友们：优尔鸿信检测2024年研讨会排期如下，大家全网搜索优尔鸿信观看直播，与讲师线上互动。注：表中部分内容在实施中或有变动，具体实施时间以实际为准。
组织结构
优尔鸿信，以华南检测中心辐射，在国际多个地域均设有分支机构,在国外有美国、墨西哥、捷克、匈牙利、越南等地,在国内先后于深圳、烟台、昆山、武汉、成都、重庆、郑州、太原、天津、南宁等城市建立基地。检测中心总建筑面积达6.6万平米，基建投入数十亿元，拥有2000多名工程技术人员 ,有效地为客户提供基于产品生命周期的实验室服务、失效分析及解决方案。
哪些因素影响胶带 180° 剥离强度试验结果？
以下是一些影响胶带 180° 剥离强度试验结果的因素：一、胶带自身特性胶粘剂成分与质量胶带胶粘剂的化学组成直接决定了其粘性。例如，丙烯酸酯类胶粘剂的粘性和固化程度有关，固化不完全会导致粘性下降。不同的胶粘剂配方，如添加的增粘树脂的种类和比例不同，会使胶带与被粘物之间的粘结力产生差异。含有高质量增粘树脂的胶带通常具有更高的剥离强度。胶带的厚度和宽度胶带厚度对剥离强度有影响。较厚的胶带可能含有更多的胶
优尔鸿信老化测试|UV老化试验多少小时相当于户外曝晒一年？
UV老化试验多少小时相当于户外曝晒一年？户外曝晒环境复杂阴晴不定，而光老化箱中测试环境，是相对恒定的。所以从纯理论探讨人工加速老化时间和户外曝晒长度之间的换算因子，对学术探讨有帮助，但是对工业产品可靠性研究，能起到的帮助有限。优尔鸿信，在国内有7座大型可靠性中心，配置大规模的光老化测试实验室。编辑：Amanda王莉