難點(diǎn)分析與解決方案

什么是BGA reflow 翹曲？

為什么會(huì)出現(xiàn)BGA reflow 翹曲？

BGA reflow 翹曲怎么辦？

某電子產(chǎn)品制造工廠生產(chǎn)一款高性能的計(jì)算機(jī)主板，其中使用了大量BGA封裝的器件。在制造過程中，工廠發(fā)現(xiàn)部分主板出現(xiàn)了BGA Reflow過程中的蹺曲問題，導(dǎo)致焊接不良和產(chǎn)品性能下降，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。經(jīng)過調(diào)查和分析，找到了導(dǎo)致蹺曲問題的具體情況，小編和你一起來看看~

什么是BGA reflow 翹曲

BGA Reflow過程中的蹺曲是指在回流焊過程中，BGA封裝器件出現(xiàn)的凹凸翹曲現(xiàn)象。在回流焊過程中，由于封裝體的不均勻收縮和焊料的熔融，產(chǎn)生溫度梯度差異，導(dǎo)致器件不同部位的封裝體膨脹率不同，從而引發(fā)器件的翹曲現(xiàn)象。這種翹曲可能會(huì)影響器件的焊接質(zhì)量和性能，進(jìn)而影響產(chǎn)品的可靠性和生產(chǎn)效率。

BGA Reflow過程中的蹺曲可能會(huì)帶來以下影響：

焊接質(zhì)量問題：蹺曲可能導(dǎo)致焊接不良，如焊點(diǎn)開路、冷焊或焊接缺陷，影響焊接的可靠性和穩(wěn)定性。不良焊接可能導(dǎo)致電氣連接問題，從而影響器件的正常功能和性能。

器件封裝結(jié)構(gòu)破壞：蹺曲現(xiàn)象可能導(dǎo)致器件封裝結(jié)構(gòu)的損壞，尤其在溫度循環(huán)和機(jī)械應(yīng)力的作用下，可能引起封裝材料的開裂、焊球脫落或焊盤剝離，進(jìn)而降低器件的可靠性和壽命。

產(chǎn)品性能下降：由于蹺曲導(dǎo)致器件封裝體不平整，可能影響器件與PCB之間的良好連接，從而降低產(chǎn)品的性能和信號(hào)傳輸質(zhì)量。

生產(chǎn)效率降低：由于蹺曲問題引發(fā)的焊接缺陷或封裝破壞，可能導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的停滯和調(diào)整，降低了生產(chǎn)效率。

BGA reflow 翹曲的成因

以下是一些導(dǎo)致BGA reflow 翹曲的主要原因：

01

溫度梯度引起的熱應(yīng)力：在回流焊過程中，由于封裝體的不均勻收縮和焊料的熔融，產(chǎn)生溫度梯度差異。不同部位的封裝體由于溫度變化不同，導(dǎo)致膨脹率不一致，從而引起器件的翹曲現(xiàn)象。這種熱應(yīng)力在封裝體中產(chǎn)生不均勻的機(jī)械應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致蹺曲問題。

02

元器件濕度：元器件的濕度是造成BGA封裝體吸濕膨脹的重要因素。在高濕度環(huán)境中，BGA封裝體會(huì)吸收水分，導(dǎo)致體積膨脹，而在回流焊的高溫下，吸濕膨脹的部位與干燥部位產(chǎn)生不同程度的熱應(yīng)力，引起器件蹺曲。

03

封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇：封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料選擇直接影響器件的機(jī)械穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)性。不合理的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或不適當(dāng)?shù)牟牧线x擇可能導(dǎo)致熱應(yīng)力集中，使得器件易于發(fā)生蹺曲現(xiàn)象。

解決方案

為解決BGA reflow 翹曲，可以采取以下措施：

控制元器件濕度：在使用BGA封裝器件之前，要確保其防潮包裝完好或進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮婵咎幚恚档推骷臐穸龋瑴p少吸濕膨脹的影響。

精確控制回流溫度曲線：通過精確控制回流焊的溫度曲線，盡量減少溫度梯度的差異，避免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，從而減少蹺曲的可能性。

優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：合理設(shè)計(jì)封裝結(jié)構(gòu)，選擇適合的材料，減少封裝體的翹曲趨勢(shì)，降低焊接產(chǎn)生的應(yīng)力集中。

使用支撐裝置：在回流焊過程中使用適當(dāng)?shù)闹窝b置，如reflow載體或夾具，穩(wěn)定器件的位置，減少封裝體的運(yùn)動(dòng)和位移。

加強(qiáng)封裝體預(yù)應(yīng)力控制：在封裝體設(shè)計(jì)和制造過程中，加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力的控制，確保封裝體的形狀和尺寸穩(wěn)定性，降低蹺曲風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)行可靠性測(cè)試：在產(chǎn)品制造完成后，進(jìn)行可靠性測(cè)試，包括溫度循環(huán)測(cè)試和機(jī)械應(yīng)力測(cè)試，以評(píng)估封裝體的穩(wěn)定性和性能。

審核編輯：劉清