本文從幾種典型的BGA焊接空洞案例出發(fā)，探討了分析導(dǎo)致BGA空洞的根本原因和基本的改善方向，解讀了關(guān)于BGA空洞的危害、接受標(biāo)準(zhǔn)及檢查方式，并給出了焊接空洞發(fā)生時(shí)PCB的處理建議和BGA返修臺(tái)推薦。

　　錫膏焊接空洞中的氣體存在可能會(huì)在熱循環(huán)過程中產(chǎn)生收縮和膨脹的應(yīng)力作用空洞存在的地方便會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn),并有可能成為產(chǎn)生應(yīng)力裂紋的根本原因, 但是空洞的存在由于減小了焊料球所延伸的過分空間也就減小了焊料球上的機(jī)械應(yīng)力。

　　IPC-7095中規(guī)定空洞的接收/拒收標(biāo)準(zhǔn)主要考慮兩點(diǎn)：就是空洞的位置及尺寸。空洞不論是存在什么位置,是在焊料球中間或是在焊盤層或組件層,視空洞尺寸及數(shù)量不同都會(huì)造成質(zhì)量和可靠性的影響。

　　焊球內(nèi)部允許有小尺寸的焊球存在。空洞所占空間與焊球空間的比例可以按如下方法計(jì)算：例如空洞的直徑是焊球直徑的50%,那么空洞所占的面積是焊球的面積的25%。

　　IPC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接收標(biāo)準(zhǔn)為：焊盤層的空洞不能大于10%的焊球面積,也即空洞的直徑不能超過30%的焊球直徑。當(dāng)焊盤層空洞的面積超過焊球面積的25%時(shí)就視為一種缺陷,這時(shí)空洞的存在會(huì)對(duì)焊點(diǎn)的機(jī)械或電的可靠性造成隱患。在焊盤層空洞的面積在10%～25%的焊球面積時(shí)應(yīng)著力改進(jìn)工藝,消除或減少空洞。

　　根據(jù)溫度曲線，考慮到保溫時(shí)間有點(diǎn)短及最高溫度偏低，因此將保溫區(qū)溫度及回流溫度升高對(duì)比發(fā)現(xiàn)空洞數(shù)量并無明顯變化，在此之間基于提高溫度并降低鏈速的原則，試了多組試驗(yàn)，結(jié)果空洞數(shù)量均無明顯變化。

　　錫膏在使用量控制不當(dāng)時(shí)也很容易出現(xiàn)焊點(diǎn)空洞的現(xiàn)象，少量的空洞的出現(xiàn)對(duì)焊點(diǎn)不會(huì)造成太大影響，大量出現(xiàn)就會(huì)影響到焊點(diǎn)可靠性，錫膏焊點(diǎn)空洞的產(chǎn)生的原因是什么呢?

　　錫膏產(chǎn)生焊點(diǎn)空洞原因：

　　1.中助焊劑比例偏大，難以在焊點(diǎn)凝固之前完全逸出;

　　2.預(yù)熱溫度偏低，助焊劑中的溶劑難以完全揮發(fā)，停留在焊點(diǎn)內(nèi)部就會(huì)造成填充空洞現(xiàn)象;

　　3.無鉛回流焊錫合金凝固時(shí)一般存在有4%的體積收縮，如果最后凝固區(qū)域位于焊點(diǎn)內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生空洞;

　　4.操作過程中沾染的有機(jī)物同樣會(huì)產(chǎn)生空洞現(xiàn)象;

　　5.焊接時(shí)間過短，氣體逸出的時(shí)間不夠同樣會(huì)產(chǎn)生填充空洞;

　　錫膏產(chǎn)生焊點(diǎn)空洞預(yù)防措施：

　　1.調(diào)整工藝參數(shù)，控制好預(yù)熱溫度以及焊接條件;

　　2.中助焊劑的比例要適當(dāng);

　　3.避免操作過程中的污染情況發(fā)生。

　　在錫膏印刷的時(shí)候，零件部品在植裝時(shí)，置件壓力過大，錫膏因此受到擠壓。當(dāng)進(jìn)入回焊爐加熱時(shí)，零件部品溫度上升通常比基板來得快，而零件部品下方溫度上升較慢，接著，零件部品的導(dǎo)體(極體)與錫膏直接接觸的地方，助焊膏因溫度上升因溫度上升粘度降低，又因部品零件導(dǎo)體上方溫度較高而爬升靠近，所以錫膏的是由最高PAD外側(cè)開始熔融。

　　熔融焊錫開始向零件部品的導(dǎo)體處往上爬，熔融焊錫形成像墻壁一般，接著未熔融焊錫中的助焊膏動(dòng)向，因熔融焊錫而阻斷停止流動(dòng)，所以助焊膏無法向外流。當(dāng)然所產(chǎn)生揮發(fā)溶劑(GAS)也因熔融焊錫而阻斷包覆。

　　錫膏的熔融方向是向PAD內(nèi)部進(jìn)行，助焊膏也向內(nèi)部擠壓，(GAS)也向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，導(dǎo)致零件部品下方因力量而使熔融焊錫下降，又因吃錫不良，零件部品停止下降，產(chǎn)生逆流，是的焊錫移動(dòng)，從而導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生。