什么是“爆米花”現(xiàn)象？

爆米花現(xiàn)象，是濕敏器件在受潮后，經(jīng)過(guò)高溫?zé)崽幚憝h(huán)節(jié)時(shí)，如回流焊、波峰焊等，導(dǎo)致器件內(nèi)部氣體膨脹，進(jìn)而將器件撐起，甚至破壞塑封膠體或基板。并且在冷卻過(guò)程中，由于器件內(nèi)部材料熱脹冷縮速率不一致，進(jìn)而使其出現(xiàn)“破裂”。

爆米花效應(yīng)常出現(xiàn)在以塑封BGA芯片上，但近年來(lái)，PBGA的封裝組件也屢有發(fā)生。在PBGA的封裝中，不僅銀膠會(huì)吸水，而且連載板的BT基材也會(huì)吸水，一旦出現(xiàn)管理不良，爆米花現(xiàn)象就較易出現(xiàn)。

“爆米花”現(xiàn)象出現(xiàn)的機(jī)理是？

典型共晶SnPb回流峰值溫度為220℃ ，水蒸氣壓力約17396㎜。無(wú)鉛焊SnAgCu的熔點(diǎn)217℃，即便一塊相對(duì)小的記憶卡或手機(jī)板也需要230~235℃的峰值溫度，而大而復(fù)雜的產(chǎn)品可能需要250~260℃。此點(diǎn)水蒸氣壓力為35188 ㎜，是220℃時(shí)的兩倍 ，因此任何焊接前吸潮的器件在回流焊過(guò)程中都會(huì)造成損壞的威脅。

“爆米花”現(xiàn)象如何檢測(cè)？

目前關(guān)于芯片“爆米花”現(xiàn)象的檢測(cè)，聲學(xué)掃描無(wú)疑是很好的方式。它利用超聲波的特性進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)器件內(nèi)部存在的空氣層非常敏感，故而可以快速地定位問(wèn)題點(diǎn)，幫助排查失效原因。

“爆米花”現(xiàn)象如何預(yù)防？

嚴(yán)格的物料管理制度

1設(shè)計(jì)在明細(xì)表中應(yīng)注明元件潮濕敏感度

2工藝要對(duì)潮濕敏感元件做時(shí)間控制標(biāo)簽

3對(duì)已受潮元件進(jìn)行去潮處理

SMD元件的潮濕敏感等級(jí)

檢查包裝內(nèi)附的濕度顯示卡，當(dāng)指示濕度＞20％（在23±5℃時(shí)讀取），說(shuō)明器件已經(jīng)受潮。在貼裝前，需對(duì)器件進(jìn)行去潮處理。

輕度受潮時(shí)，再流焊緩慢升溫有一定效果。此外，還可以使用電熱鼓風(fēng)干燥箱去潮，根據(jù)潮濕敏感度等級(jí)在125±1℃下烘烤12~48h或125±5℃下烘烤24h。

去潮處理注意事項(xiàng)

a. 應(yīng)把器件碼放在耐高溫(大于150℃) 防靜電塑料托盤中進(jìn)行烘烤；

b. 烘箱要確保接地良好，操作人員手腕帶接地良好的防靜電手鐲；

c. 操作過(guò)程中要輕拿輕放，注意保護(hù)器件的引腳，引腳不能有任何變形和損壞。

對(duì)于有防潮要求器件的存放和使用

開封后的器件和經(jīng)過(guò)烘烤處理的器件必須存放在相對(duì)濕度≤20％的環(huán)境下，如干燥箱或干燥塔中，貼裝時(shí)隨取隨用；

開封后，在環(huán)境溫度≤30℃，相對(duì)濕度≤60％的環(huán)境下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成貼裝；

當(dāng)天沒(méi)有貼完的器件，應(yīng)存放在23±3℃，相對(duì)濕度≤20％的環(huán)境下。

選擇具有優(yōu)良活性焊劑的SnAgCu焊膏

通過(guò)優(yōu)化再流焊工藝，將峰值溫度降到最低（230~240℃），在接近Sn63/Pb37，在回流峰值僅高于Sn63/Pb37溫度10℃的情況下，將由于吸潮器件失效的風(fēng)險(xiǎn)減到最少。

審核編輯：湯梓紅