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前面提到,BGA的众多焊接不良与动态变形有关,像球窝、不润湿开焊、不润湿开裂、缩锡断裂、坑裂等,都源于BGA的动态变形。
1.动态变形引发焊接不良的机理
动态变形引发焊接不良的本质就是BGA在再流焊过程中发生笑脸式变形,即四角上翘,如图4-35所示。
2.减轻动态形影响的措施
BGA的动态变形是一个物理现象,一定会发生,我们能够做到的是防止变形加重或消除变形带来的不良影响。
这方面Intel公司做过专门研究,主要是三条措施。
1)增加BGA四角的焊膏量
它有多方面的作用,如增加四角焊点的热容量,延缓凝固,减少缩锡断裂;再如,增加焊剂总量,提高消除BGA焊球的氧化物能力,减少球窝、不润湿开焊等不良。
Intel公司的研究表明,增加1.6倍的焊膏量,具有最佳的效果,试验数据如图4-36所示。
2)对BGA进行干燥
BGA,特别是塑封BGA的吸潮会加重BGA的动态变形,如图4-37、图4-38所示。我们必须清楚一点,元器件包装袋内的湿度敏感标签所指的吸潮超标,是指引起BGA“爆米花”的吸潮量。而事实上,一些塑封BGA在没有达到这个指标之前已经对焊接造成影响——加重动态变形。
3)优化再流焊接温度曲线参数
减少BGA本身的温差对减少BGA的变形至关重要。一般而言,温度差越大,变形越严重,越容易产生球窝、缩锡断裂等焊接不良。一般要求BGA本身温差≤7℃。
很多案例表明,过快的升温速率容易引起二次过炉BGA的不润温开裂,过快的冷却速率容易导致混装工艺条件下BGA的缩锡断裂,一般超过2℃/s就可能发生。
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