焊接BGA时要注意的问题及要点：
1.连桥
间距为0.060英寸(1.50mm)或0.050英寸(1.0mm)的细间距BGA组件在相邻的互连位置之间不易形成连桥。除间距尺寸外,还有两个因素影响连桥问题。
(1)与焊盘尺寸相关的过多的焊料量
由于两个相邻位置间熔融焊料的相互亲和,当焊料过多时,就可能出现连桥。每种BGA的特性各不相同,这取决于所用的合金成份、载体焊料球的熔融温度、与载体焊料球相关的焊盘设计和载体的重量。例如,在其他条件相等的情况下,含高温焊料球载体(在板组装期间不熔化)不易形成连桥。
(2)焊膏坍塌
使用焊膏作为互连材料时,印刷和再流焊期间焊膏坍塌现象对连桥起重要作用。所需的抗坍塌特性大大影响焊剂/赋形剂系统的热动态特性。因此,在既能均匀地润湿焊粉表面又能给高粘合力的化学系统结合料中,设计为焊粉提供充分表面张力的焊剂/赋形剂系统是非常重要的。
2.焊接点的断开或不牢
把BGA连接到板上时,影响焊接点断开或不牢的主要因素有以下几点:
(1)板过分翘曲
大多数PBGA设计都要考虑从中心到组件边沿局部板翘曲最大可到0.005英寸。当翘曲超过所需的公差级,则焊接点可能出现断开、不牢或变形。
(2)共面性公差
载体焊料球所需的共面性不像细间距引线那样严格。但较好的共面性能减少焊接点出 现断开或不牢。把共面性规定为最高和最低焊料球之间的距离,对PBGA来说,共面性为7.8密耳(200μm)是可以实现的。JEDEC把共面性标准定为5.9密耳(150μm)。应当指出,共面性与板翘曲度直接有关。
(3)与润湿有关
(4)与再流焊过分的焊料成团有关
3.润湿不良
使用焊膏把BGA焊接到母板上时,在载体焊料球与焊膏之间或焊膏与焊盘接触面之间可能出现润湿问题。外部因素(包括BGA制造工艺、板制造工艺及后序处理、存放和暴露条件)可能会造成不适当的润湿。润湿问题还可能由金属表面接触时内部相互作用引起,这取决于金属亲合特性。焊剂的化学特性和活性对润湿也有直接的影响。
4.焊料成团
再流焊后,板上疏松的焊料团如不去除，工作时可导致电气短路,也可使焊缝得不到足 够的焊料。形成焊料团的原因有以下几种情况:
•对于焊粉、基片或再流焊预置没有有效地熔融,形成未凝聚的离散粒子。
•焊料熔融前(预加热或预干燥)焊膏加热不一致,造成焊剂活性降级。
•由于加热太快造成焊膏飞溅,形成离散的焊粉或侵入到主焊区外面。
•焊膏被湿气或其它高”能量”化学物质污染,从而加速溅射。
•加热期间,含超细焊粉的焊膏被有机物工具从主焊区带走时,在焊盘周围形成晕圈。
•焊膏和焊接防护罩之间的相互作用。
5.孔隙
板上BGA焊接互连的孔隙应从两个方面进行检查:组件生产期间芯片载体焊料球上可能会形成孔隙;板组装期间芯片载体和板的焊接互连处可能会形成孔隙。一般来说,形成孔隙的原因如下:
•润湿问题
•外气影响
•焊料量不适当
•焊盘和缝隙较大
•金属互化物过多
•细粒边界空穴
•应力引起的空隙
•收缩严重
•焊接点的构形
6.外部污染
由于化学特性或由于金属工艺可能会造成外部污染。从化学方面来看,污染源有制造B GA使用的焊剂和基片;板组装使用的焊剂;裸板制造。通过有效的清洁处理可除去污物。
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