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PCBA大讲堂:增加电路板零件对应力的抵抗能力

发布时间 :2018-04-25 14:36 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCBA加工部
PCBA大讲堂:增加零件对应力的抵抗能力
PCBA大讲堂:增加电路板零件对应力的抵抗能力
2.针对BGA封装的四个角落不要设计锡球或使用Dummy-ball
如果你有在显微镜下仔细研究过BGA破裂的实际现象,应该会发现绝大部分的BGA都是从外边四个角落处的锡球开始破裂的,这是因为BGA四个角落对于板弯的力距是最远的,所以它们也是板弯板翘后承受最大应力之处,当然也就最容易发生焊锡破裂。
 
所以,在BGA封装设计时如果可以在其四个角落的地方设计没有功能讯号的假球(Dummy-ball)或是直接不要植球,都可以有效的起到保护BGA四个角落焊点的目的,并降低锡球破裂的风险。现在已经有许多的SRAM及DDR的BGA封装采用这样的设计了,不过深圳宏力捷认为CPU及MCU才是最应该导入这种设计的BGA,因为它们的尺寸最大。
 
针对BGA封装的四个角落不要设计锡球或使用Dummy-ball
 
3.较薄PCB采用回焊过炉载具或全程载具降低板弯变形风险
较薄PCB采用回焊过炉载具或全程载具降低板弯变形风险较薄PCB采用回焊过炉载具或全程载具降低板弯变形风险
深圳宏力捷认为,PCB厚度如果在1。2mm以下应该采用「回焊过炉载具(reflow carrier)」,如果是在1。0mm以下可能还必须采用「全程载具(full process carrier)」,即使是1。6mm含或以上的板子,可能都要视情况采用SMT载具。
 
使用SMT载具最主要目的当然是为了降低及防止PCB弯曲变形,一旦PCB发生变形,在其后续的测试及PCBA组装制程中,都会承受额外的弯曲应力,因为所有的治具设计都是假设PCB是平的。使用治具测试时,治具反而会给予应力尝试掰平PCB,而且弯曲变形的PCB对大型零件的焊接也非常不利,尤其是对BGA及LGA这种零件,因为其焊锡会被拉长变细或挤压变胖,相对的降低其承受应力的能力。
 
建议延伸阅读: 
为什么SMT需要回焊过炉托盘(reflow carrier)与全程载具(Full process carrier)?
 
PCB之所以会在过回流焊时弯曲变形,是因为我们现在无铅制程所采用的PCB都仅为Tg150的板材,意思就是温度过了150℃后板材就会开始软化。而无铅制程的回流焊温度则高达250℃上下,也就是说现今的PCB只要经过回流焊炉后多多少少一定都会产生形变,而且PCB板厚越薄的,在回流焊炉中软化形变的就越严重。当然还有其他因素可能会影响到板弯,比如说板子上的铜箔分布均匀度,有无过重零件,板子尺寸大小、合板的连筋大小与位置...等,温度则是最大的贡献因子,使用载具可以强迫PCB过炉时维持其平整度,降低板弯变形量。
 
不过,深圳宏力捷必须强调:【使用载具虽然可以有效抑制PCB变形,但却不能绝对解决BGA锡裂的问题】,如果你的板厚已经到了0.8mm以下,老实说即使不在高温下随便都可能弯曲,一个操作不慎就锡裂,那真是没搞头。另外,会板弯板翘的不仅仅PCB,就连BGA上载板也会。载板虽然使用高Tg的材料,但顶多也就是Tg175,设计不良的BGA过炉时可能弯曲得跟香蕉都有得比,只能说有天才研发(R&D)在,制程就只能多担待。
 
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何谓玻璃转移温度(Tg, Glass Transition Temperature)


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