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BGA芯片焊前烘干必要性及焊接杂记<烘干什么>

BGA芯片焊前烘干必要性及焊接杂记

BGA芯片焊前烘干必要性及焊接杂记

以下均来自互联网,根据个人需整理。

1、BGA封装焊接前烘干的必要性

芯片中聚合物材料内部含有微空隙,比陶瓷和金属具有更高的亲水性,能吸收空气中的潮气。在电子封装中,湿气应力以及湿气是材料分层的主要原因,湿气对于半导体器件的影响是全方位的。在芯片层面,湿气会导致芯片材料腐蚀,金属化线之间形成枝晶、漏电、电荷不稳定(横向、离子漂移、热电子);在封装层面,湿气会腐蚀引线,引起爆米花效应,形成表面和封装内部的枝晶。 芯片的爆米花现象,湿敏器件在受潮厚,经过高温热处理环节时,导致器件内部气体膨胀进而将器件撑起,甚至破坏塑封胶体或基板。并且在冷却过程中,由于器件内部材料热胀冷缩速率不一致,进而使其出现破裂。大约50ug的水分子足以保持硅芯片或芯片垫与塑料之间的空腔中的饱和蒸汽压。 芯片爆米花效应的后果,可能破坏胶体、在胶体表面产生裂纹,导致污染物渗透进IC内部;可能损坏晶圆与基板之间的邦线,导致引脚开路产生;可能损坏基板。 针对芯片受潮受影响的情况,各芯片有MSL(Moisture Sensitivity Level)潮敏等级,即暴露在不同的温湿度情况下的寿命时长。MSL的分类有8级,相关等级标准可自行百度。 针对不确定芯片好坏的板子,需要拆除芯片进行排查,整板需要进行烘烤,以避免芯片拆下时,芯片出现爆米花现象,出现是否为拆除导致损坏的疑惑。 切记焊接前,核对BGA封装芯片的潮湿敏感度等级。针对不同芯片的潮敏等级,烘烤时间不同,烘烤48小时可满足绝大部分芯片焊接要求。

2、 回流焊曲线设置的意义

预热阶段主要是蒸发、干燥焊锡膏中的溶剂,同时激活助焊剂中的活性剂。必须进行缓慢而可控的升温。如果升温过快,助焊剂会飞腾,并将焊锡飞溅到整块板上,过快的升温也会导致焊锡膏塌陷产生锡桥。另外,焊锡膏加热过长,也会使的焊锡膏粘度下降产生塌陷。 均温区的设置主要是减少进入回流区的热应力冲击,防止焊接翘起,大体积的元件冷焊等问题。如下图所示,若无均温区,PCB板和芯片的不同区域散热情况不同,在持续加热时,温度差异逐渐增大,进入回流区会有较大温差而产生热应力进而可能导致翘起。 回流区的最高温度是由PCB板上的温度敏感元件的耐温能力决定的。在回流区的时间应该在保证元件完成良好焊接的前提下越短越好。 冷却区温度过程控制好才能拥有好看、光亮、平滑的焊点,如果冷却不好就会产生元件弯曲、焊点无光、焊点表面有突出毛刺等问题。

3、 板卡上下部温度设置要求

针对芯片返修时,焊台下部温度设置较上部风口温度大20℃,下部面积大、散热快(PCB内不同的走线和铺铜差异造成散热情况不同)。根据PCB板变形情况可优化下部温度设置,变形越严重,温度越高。

4、 有铅焊料和无铅焊料的差异

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