花球焊盘BGA芯片,其外封装焊球直径相同,但是焊盘设计有许多种,在SMT组装过程中对回流焊温度曲线的设置、模板开孔方案以及焊膏的选择等,都提出了很高的要求。众焱电子分析了花球焊盘BGA芯片SMT组装过程中的工艺控制要点,制定了工艺参数设定方案,解决了该芯片的SMT贴片加工组装问题。该案例为同类器件的SMT贴片加工组装,提供了一种工艺解决方案。
在SMT工艺质量控制相当成熟的今天,BGA的焊接一直是重要关注的环节。一个OEM工厂的制程能力,在很大程度上取决于BGA的焊接水平。电子行业的特点是:元件功能在不断的升级换代,电子产品的性能越来越强大,而外形、体积却越来越小。甚至有的元件采用了更为先进的工艺。这些元件、产品的变化给SMT生产制造不断提出挑战。
一、花球焊盘弓形芯片
随着电子封装向高密度、薄型化发展,封装的外形越来越小巧轻薄,而芯片的功能越来越强大。特别是用在手机、超极本中的CPU芯片,以上特征尤其明显:既要求高度的性能集成,又要求在空间上缩小到极致。此类芯片焊点很多,一般是数以千计;为了缩小面积,设计的焊盘直径较小,一般小于0.35MM,并且焊盘排列不规则。同时,这种芯片还有一个显著现象是物料本体呈现翘曲状态。对于此类芯片,我们姑且称之为花球焊盘弓形芯片。
二、SMT阶段控制要点
有花球焊盘弓形芯片在SMT阶段对回流曲线的设置、网板开孔方案的确定以及锡膏的选择,都提出很高的要求。首先,要解决的难题是在回流焊接后的共面性的问题:芯片本体和PCB能够完美的贴合,劲量避免出现相对翘曲的现象;其次,要控制网板开孔方式,防止BGA出现桥接、枕头效应(HoP)和无润湿开焊(NWO)等现象。最后,选择适宜型号的锡膏,对提高广州SMT贴片加工厂的生产合格率有着很大的帮助。
1、回流温度控制
对于常规的无铅BGA,焊球材料一般选用SAC305、SAC405,峰值温度一般选定在228-250℃之间。对于花球焊盘弓形芯片BGA,由于其芯片基板很薄,如果峰值温度过高,芯片本体容易四角向上变形严重,四角焊点会出现枕头效应(HoP)和无润湿开焊(NWO)等虚焊现象;峰值温度过低,芯片本体的翘曲可能还没有得到修正,四角焊点会紧贴PCB挤压焊膏,从而出现桥接现象,而中心部分的焊点也可能会因为拉伸出现虚焊。所以峰值温度选择要适中。同时,尽量选用多温区的回流炉,采用较小升温和降温斜率的曲线,以便减小热冲击下变形的产生。
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