优尔鸿信检测
为客户进行综合型检测服务
全国优质服务
028-68522005
新闻资讯

BGA焊点气泡过大失效分析

发表时间:2019-11-25 15:08作者:优尔鸿信检测

BGA焊点气泡过大失效分析

原创:Foxconn-UR   优尔鸿信检测   

BGA焊点气泡过大1.jpg

一、失效背景调查

某单位所使用的U73Z002.00PCB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。

BGA焊点气泡过大2.jpg

根据IPC标准,BGA焊点气泡面积应 ≤25%

BGA焊点气泡过大3.jpg

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中的有机酸酯化反应生成水

RCOOH+R`OH—→RCOOR`+H2O↑

(3)组件、PCB或锡膏吸水、残留水汽

助焊剂中有机溶剂挥发:Flux中有机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。

BGA焊点气泡过大4.jpg

BGA焊点气泡过大4.5.jpg

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

BGA焊点气泡过大5.jpg

BGA焊点气泡过大6.jpg

BGA焊点气泡过大7.jpg

BGA焊点气泡过大8.jpg

BGA焊点气泡过大9.jpg

BGA焊点气泡过大10.jpg

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

BGA焊点气泡过大11.jpg

BGA焊点气泡过大12.jpg



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,凹坑容易积存水等液体物质,并且不易被完全烘干,过SMT时这些液体就会气化而产生大型空洞。

   结   

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。


优尔鸿信检测技术有限公司
主页            公司简介             服务项目            新闻资讯         联系我们

优尔鸿信检测技术有限公司(富士康华南检测中心)成立于1996年,成都检测中心主要分支之一,是世界500强企业之一富士康科技集团为配合高科技电子产品生产过程中的检测需求而组建的高科技检测实验室。

QQ:3104117611                             联系邮箱:3104117611@qq.com
手机号码:13688306931                   联系电话:028-68522005
联系地址:四川省成都市高新西区合作路888号