会员登录

400-845-2188 /templates/134/image/logo.png
周一至周六 8:00-17:30

应用方案

一、問題描述

客户描述,其产品回流焊后大量锡球中都存在超大气泡(已远远超过IPC-A-610E要求的25%),并且存在桥接的现象。(如X-Ray所示)不良发生在上图BGA  U1位置,不良率约为1%。PCB表面处理为OSP。客户反映,只有该批次PCB经焊接后出现气泡异常现象。



二、原因分析

PCB:受潮或残留水分,存在盲孔结构,孔壁有裂缝或孔底有尖角,焊盘表面OSP膜异常或存在有机污染

BGA:锡球表面存在裂纹,残留水分,锡球表面有机污染

锡膏:锡膏吸湿,Flux活性不足或沸点过低

1.强活性的助焊剂使润湿速度加快,减少助焊剂残渣被焊锡包裹的机会。

2.溶剂过早挥发使得助焊剂残留难以流动,只能在焊锡内部被高温裂解,形成气泡。

Profile:回流参数设置不合理

1.延长预热时间,可利于焊锡内溶剂充分挥发

2.延长TOL,让熔融焊锡内的气体有足够时间逃溢

3.但时间过长的回流会加剧助焊剂裂解

BGA客户无法提供原物料,暂不对其进行分析,客户反映,锡膏和回流曲线一直未变,而之前并无发现不良,所以暂不考虑这两个因素的影响。客户反映,只有该批次PCB出现不良,初步锁定PCB进行重点分析。

三、实验验证----NG成品焊点切片分析

切片第一刀选取NG样品中并无发现大气泡的row 1位置,row 1中ball 11的盲孔位置存在疑似开裂的现象,并且盲孔的疑似开裂位置存在小气泡,该锡球的其他位置并无发现有气泡存在。

切片第一刀(row 1)

对Row 18中的30个锡球观察后发现这些锡球可以分为三类:

(1)无盲孔的锡球:该类锡球基本无气泡或有极小的气泡;

(2)盲孔疑似开裂的锡球:大气泡均存在于该类锡球中,并且所有的气泡均在靠近PCB一侧,可以判断大气泡是由PCB这一侧开始产生的;

(3)有盲孔无疑似开裂的锡球:这类锡球基本也无气泡或有极小的气泡。

切片第二刀(row 18)

Row 19与row 18中大气泡的分布相同,均存在于盲孔疑似开裂的锡球中。

除了存在大气泡,row 19中还存在桥接的现象,观察发现,桥接均发生在相邻的两个有大气泡的锡球之间,单个大气泡或没有大气泡的锡球之间并无发现桥接的现象。

切片第三刀(row 19)

 

对row 19中的bal 18和ball 19(两个锡球均有超大气泡)做SEM+EDS分析:

(1)Ball 18中位置2基本上没有Cu,说明盲孔在该位置的Cu已近缺失,可以判断盲孔在此处确有开裂现象。

(2)Ball 19中的位置2同样存在Cu缺失的现象,同样可以确认盲孔在此处开裂。

Row19-ball 18

Row19-ball 19

四、结果分析

 BGA中主要存在3类锡球,即无盲孔的锡球,有盲孔但盲孔无开裂的锡球和盲孔开裂的锡球,发现大气泡都只存在于盲孔开裂的锡球中,可以判断PCB侧盲孔开裂是大气泡形成的主要原因。

 桥接均发生在相邻的两个有大气泡的锡球之间,单个大气泡或没有大气泡的锡球之间并无发现桥接的现象,可以判断桥接主要是由于大气泡的生成,导致焊盘上的锡被挤压到焊盘外而形成的。

五、改善建议

 改善PCB生产的质量监管,要做到PCB上有盲孔的焊盘中盲孔无开裂。