BGA元器件受热模型分析与SMT工艺控制

不同BGA封装结构的元器件在回流焊过程中,由于其焊球的受热路径和热阻不同,导致焊球受热不均匀、PCB变形甚至引起IC芯片的"虚接触",严重影响BGA元器件的焊接质量.通过对BGA封装元器件受热模型,热阻的分析,提出了不同BGA封装结构的元器件回流焊温度设置和控制要点:PBGA元器件峰值温度在235～245℃时焊接时间1...     

采用锡铅焊膏粘接的Sn—Ag—Cu BGA元件的焊点可靠性

在转向无铅电子产品过程中，元件供应商可能需要支持无铅和合铅元件的双线生产。而这可能合在生产制造中引起广泛的后勤问题。全部使用无铅元件是这个问题的一个解决方法。因此，用锡铅共晶焊膏粘接的Sn-Ag—Cu BGA元件的焊点可靠性需加讨论。在这篇论文中介绍了对两种无铅封装：超细间距BGA(VFBGA)和层叠式CSP(SCSP)的焊点可靠性评估结果，它们是应用锡铅共晶焊膏贴在PCB板上。而这些封装都是采用不同的回流曲线在标准的锡铅组装条件下组装的。采用合保温区或斜升区的热度曲线。回流峰值温度为208℃和222℃。组装后PCB(称为板级)进行温度循环(-40℃—125℃，每个循环30分钟)和落体实验。下面将会详细叙述失效分析。     

BGA焊点气泡的分布与原因探讨

在笔记本生产行业,BGA焊点内存在气泡是一种普遍并且难以避免的现象.选用不同球径及合金成分的BGA进行回流焊,观察焊点内气泡的分布情况.结果发现,BGA内外部的温差会导致元件四个角落以及边缘比内部的气泡率大;此外BGA锡球与锡膏熔融时产生的时间差也会对气泡率的大小产生影响.该发现为产线有效降低气泡率提供了有力的依据,同时对PCB电路设计也具有一定的参考价值.     

BGA器件Z×2101回流过程有限元模拟

采用间接耦合的方法对BGA（Ball Grid Array）器件ZX2101的回流过程进行有限元模拟,得出回流结束后BGA器件整体、PCB以及芯片基板的温度分布,同时仿真分析了焊球阵列部分的温度分布随时间变化的情况,据此得到回流结束后PCB与芯片基板的变形。在设定的温度边界条件下,得到了四点回流曲线,模拟结果与实测结果相吻合。     

BGA无铅焊点零空洞缺陷控制研究

在无铅BGA封装工艺过程中,通过不同组分的BGA焊球合金与焊膏合金组合焊接、焊膏助焊剂活性剂不同配比及其不同再流焊接条件等实验,对焊料合金和助焊剂配比、再流焊接峰值温度、再流保温时间等参数变化,以降低BGA焊点空洞缺陷进行了研究。结果表明选用相同或相似的BGA焊球和焊膏合金组合焊接、选用活性强的焊膏、选择焊接保温时间较长均有助于降低BGA焊点空洞缺陷产生的几率和空洞面积,BGA焊点最佳再流焊接峰值温度为240℃,当峰值温度设置为250℃时,BGA焊点产生空洞缺陷几率会比240℃高出25%～30%。     

SMT回流焊接质量分析

回流焊是SMT关键工艺之一,表面组装的质量直接体现在回流焊结果中。但回流焊中出现的焊接质量问题不完全是回流焊工艺造成的,因为回流焊接质量除了与焊接温度(温度曲线)有直接关系以外,还与生产线设备条件、PCB焊盘和可生产性设计、元器件可焊性、焊膏质量、印制电路板的加工质量,以     

TMV POP热翘曲变形及可靠性

研究了穿透模塑通孔(TMV)结构的叠层封装(POP)热翘曲变形及可靠性.采用云纹干涉的方法测量了回流过程中POP上下层球形矩阵排列(BGA)的热翘曲变形.通过加速热循环(ATC)试验和四点弯曲循环试验,分别比较了不同组装工艺的POP BGA在相同的热翘曲变形条件下的可靠性.结果表明,顶层BGA无论浸蘸助焊剂还是助焊膏均能得到优异的可靠性;但底层BGA在四点弯曲循环可靠性试验中,采用浸蘸助焊膏工艺的可靠性明显低于印刷工艺.此外,增加底部填充工艺需要采用热膨胀系数匹配的材料,否则会降低焊点的温度循环可靠性,加速其失效的进程.     

Sn-Ag-Cu BGA元件使用共晶Pb-Sn焊膏的焊点可靠性（一）

在电子产业无铅化的转折期。元件供应商也许要为区分无铅与含铅的不同元件而准备双重的生产线。这会给制造部门的后勤供应带来问题。当生产中实现全部的无铅化后，这一问题才可能解决。因此，研究Sn—Ag—CuBGA元件使用共晶Pb—Sn焊膏的焊点可靠性问题，在当前非常必要。本文提出了关于VFBGA（极细间距BGA）及SCSP（芯片级尺寸封装）无铅封装元件在印刷电路板（PCB）组装中使用共晶Pb—Sn焊膏的焊点可靠性评估。在标准的Pb—Sn组装环境下，使用了各种不同的回流曲线。峰值温度从208℃至222℃。回流曲线类型为浸润型曲线（Soak Profile）及帐篷型曲线（Direct Ramp Up Profile）。组装后的PCB板被选择进行了板级温度循环测试（-40℃至125℃，每30分钟循环一次）及跌落测试。失效细节分析同样会在本文提及。     

芯片级尺寸封装返修技术工艺评定

与传统表面安装器件（SMD）方形扁平封装（QFP）相比,芯片规模封装（CSP）及焊球阵列封装（BGA）在元件尺寸方面显著缩减。回流后在芯片下方形成焊点的位置表明,目检是不可能的。对有缺陷的芯片而言,返修的唯一方法就是除去并替换该芯片。虽然元件拆除易于完成,但替换过程也许更复杂。比较两种PCB焊盘清洗方法并从最后的焊盘抛光得出结论,在第一个工艺技术中,采用热氮气脱焊技术回流焊盘上的任何残余焊料,并通过液化真空除去。第二个技术工艺涉及到使用网状焊料芯吸法及有刀片尖的焊接烙铁来除去PCB焊盘上的残余焊料。评定的四个淀积技术工艺,包括最小型模板、浸渍传递、接触及非接触模压技术。最小型模板用于把焊膏淀积到返修的元件部位的电子制造业的传统方法。     

SAC BGA元件使用共晶锡铅焊膏的焊点可靠性评定（二）

本文是英特尔公司关于研究Sn—Ag—Cu BGA类型元件使用共晶Pb—Sn焊膏（无铅的向下兼容问题）的一系列研究报告中的第二篇。在此系列研究中所使用的封装类型包括：a）0．5mm间距的vfBGA（极细间距BGA），b）0．8mm间距的SCSP（芯片级尺寸封装），C）1．0mm及1．27mm间距的wbPBGA（引线键合塑封BGA）。本文集中讨论wbPBGA元件与另外两种类型元件在使用共晶Pb-Sn焊膏的向下兼容问题上的对比效果。 元件的组装在标准的Pb—Sn组装条件下使用不同的回流温度曲线。峰值温度的设定从208℃到222℃。回流曲线类型有浸润型曲线（Soak profile）以及帐篷型曲线（Direct ramp up profile）。回流后的结果既有因为Sn—Ag—Cu BGA焊球完全熔化和塌落形成的一致的焊点微观结构，也有由于BGA焊球的部分熔化和塌落形成的非一致的焊点微观结构。焊点可靠性（SJR）的评估是根据温度循环（-40℃至125℃，每30分钟循环一次）以及机械震动测试所产生的失效来分析。焊点可靠性的测试及失效细节分析将在本文中被一一提及。[编者按]     

SnAgCu无铅焊膏用活性物质研究

以SnAgCu无铅焊膏铺展性能为主要指标,通过回流焊接实验,对用于助焊剂的17种有机酸活性物质进行了筛选。选取两种性能较好的有机酸配成复合活性物质,并对该活性物质的组成进行优化。用湿热试验测试焊后残留物的腐蚀性。结果表明:以羧基官能团比例为3:7的丁二酸和一元酸A混合物作为活性物质,并添加质量约0.66%的乙醇胺调整酸度,得到了pH值约为3的助焊剂;此助焊剂性能优良,可使焊点铺展率达到84%。使用含有此助焊剂的焊膏,采用回流焊接工艺在PCB板上贴装片式元件,所得焊点光亮饱满,且焊后残留物无腐蚀性,可以实现免清洗。     

回流技术在通孔双面焊工艺中的新应用

随着表面贴装技术的不断发展,回流技术因其本身独特的优点,已经得到了广泛的应用,并开始逐步应用在传统通孔工艺上。回流焊技术是利用热传输的3种途径（辐射、对流、传导）对待焊接器件、焊料及PCB（印制电路板）加热和冷却,实现焊料溶化、结晶过程,进而完成焊接的技术。目前众多SMT（表面贴装技术）企业没有将回流焊技术应用到通孔焊接工艺中。随着电子产品的日新月异发展,不少通孔双面焊接已无法用波峰焊接技术实现,即使有少数企业采用了通孔双面回流焊技术,也会对器件（特别是镀金长插针）引脚产生焊料涂覆,降低了使用可靠性。文中介绍一种新的、并已实现的解决方案,即用回流技术焊接长针通孔元件。     

无铅焊料十温区回流焊过程的仿真研究

通过对回流焊接工艺参数传输带速度、各个炉区温度设定和焊膏熔化温度曲线的关系研究,建立了大尺寸PCB组件传热过程的数学模型。基于ANSYS平台,模拟了无铅焊料PCB组件在十温区回流焊接过程中的温度场,从而确定了合适的焊接参数。     

无铅再流焊的兼容性研究

在再流焊无铅化过程中,再流焊的有铅要素与无铅要素的兼容性直接影响产品质量.本文对有铅再流焊炉与SAC无铅焊膏和OSP、ENIG无铅焊盘镀层的兼容性进行了初步试验,证明三者有较好兼容性.     

无铅回流焊焊点形成过程的实时监测与分析

利用实时摄像、图像采集、转录装置等对电容、电阻、塑封有引线芯片载体(PLCC)、二极管等元器件的无铅回流焊过程进行了实时监测和同步拍摄,实时记录了回流焊过程中焊点形成的全过程。特别地,分析了回流焊过程中焊膏对元件所表现出的极强的自对中能力及一些焊接缺陷(如立碑现象)的形成过程。     

Implementing 0201s On High-Density Lead-Free Memory Modules

The introduction of 0201 components is another step taken in the world of electronics to aid the miniaturization of electronic products. Capacitors and resistors are now being produced in a 0201 package size; in dimensions, it means a length of 0.02 in and a width of 0.01 in. The assembly of miniature components on printed circuit boards (PCBs) poses numerous process challenges. Legislative measures to eliminate the usage of lead from electronics products compel electronics manufacturers to implement lead-free assembly. This mandates the use of lead-free 0201 components and a lead-free soldering process. The current research focuses on high-density lead-free memory module assemblies using a 1.27-mm-thick organic solderability preservative (OSP)-coated boards. The spacing between components is as low as 0.25 mm. The objective of this research is to develop a robust assembly process for lead-free 0201 components used in memory modules. The stencil, PCB land pattern designs, solder paste printing, component placement, and reflow soldering processes were studied. The process and design changes required for achieving a robust manufacturing process for assembling lead-free 0201 components on high-density assemblies have been identified and reported.     

电子装联三维结构垂直线和面印刷及回流焊工艺研究

在电子装联领域,焊点通常都位于PCB平面。然而,随着散热、信号屏蔽等要求越来越高,器件及通路的分散性要求焊点能够在三维结构上延伸,从而形成了三维结构的焊点。在回流焊时,垂直(Z轴)方向上的焊料必然要受到重力的影响,特别是在要求连续的线、面焊接时,控制焊料的向下流动是保证焊接质量的难点。针对这一问题,从焊膏性能、印刷工艺和回流工艺三个方面进行分析和实验,不仅获得了连续均匀焊点,而且达到了批量印刷、单次回流的工艺要求,同时减少了器件的热冲击次数。     

PCB清洗工艺及半水清洗工艺的应用

清洗是PCB组装中的一道重要工序,它对电子产品的质量和可靠性起着极为重要的作用.对于高性能电子产品,不论是通孔插装还是表面组装,在回流焊、波峰焊或浸焊后,基板及其组件都需要进行严格有效的清洗,以去除助焊剂残留物和各种污染物.特别是对于表面组装工艺,由于助焊剂可进入表面组装元器件和基板之间的微小空隙中,从而使清洗显得更为...     

A comparison of PWB warpage due to simulated infrared and wavesoldering processes

Two types of bare, four layer printed wiring board (PWB) test vehicles were designed and fabricated to replicate simplified versions of typical boards produced by PWB manufacturers. The boards were subjected to simulated infrared and wave soldering reflow processes in a small lab-scale oven integrated with a shadow Moire out-of-plane displacement measurement system. The measured warpages were qualitatively and quantitatively analyzed at selected temperatures during the reflow profiles. The results presented compare and contrast the effects that simulated wave and infrared reflow soldering processes have on the warpage of two different PWB designs     

影响BGA封装焊接技术的因素研究

虽然表面贴装制造工艺已经纯熟,但是随着BGA封装的广泛应用以及焊球间距的逐步减小,给表面贴装制造工艺带来了新的挑战.基于BGA封装在表面贴装技术焊接中的应用,从印制电路板焊盘设计、印制电路板板材选取和保护、BGA封装选取和保护、印刷工艺、回焊炉温度曲线设定与控制等方面,阐述了影响BGA封装焊接技术的各个因素,进而提升B...