SMT貼片加工BGA焊盤下PCB次表層樹脂開裂的原因

隨著產品轉換到無鉛工藝之后，單板在實行設備機械應力測試（如沖擊、振動）時，焊盤下基材開裂形勢明顯增加，直接導致兩類失效：smt貼片BGA焊盤與導線斷裂和單板內兩個存在電位差的導線“建立”起金屬遷移通道，分別如圖9-19和圖9-20所示。

（1）無鉛焊料硬度變高，在既定的應變水平下，傳遞到PCB焊盤界面的應力更大。

（2）PCB從熔融焊料固化到室溫的溫差ΔT變大，導致PCB和元器件之間的X/Y平面的CTE更加不匹配，用途在焊點上的應力更大。

（3）高Tg板材(Tg＞150℃)的脆性更大。

這三個“更大”，導致基材開裂現象增加。

某手機板發(fā)生PCB次表層樹脂開裂，如圖所示。

在其他因素固定的情況下，高TgFR4樹脂比標準TgFR4樹脂材料更容易發(fā)生焊盤剝離失效。因此，在無鉛工藝中如果能夠使用中TgFR4板材更好。

產品切換到無鉛后，因為無鉛焊點本身更剛性以及組裝溫度更高的原因，使得BGA焊點機械沖擊測試主要的失效模式由有鉛焊點的焊料開裂變?yōu)闊o鉛焊點的BGA焊盤下PCB次表層樹脂的開裂，有鉛焊點與無鉛焊點的耐應變情況如圖9-22所示。

高Tg與標準Tg板材焊盤剝離峰值拉力對比如圖9-23所示。

某公司無鉛切換后，發(fā)生幾起PCB次表層樹脂開裂事件，說明無鉛切換在使用大尺寸BGA方面有風險。

PCB焊盤設計標準是什么?

在SMT貼片加工中，PCB焊盤的設計十分重要，焊盤設計的會直接影響著元器件的焊接性、穩(wěn)定性和熱能傳遞，關系著貼片加工質量，因此在設計PCB焊盤時，就需要嚴格按照相關要求標準去設計。

      那么PCB焊盤設計標準是什么呢?下面靖邦技術員就為大家整理介紹。

一、PCB焊盤的形狀和尺寸設計標準：

1.調用PCB標準封裝庫。

2.有焊盤單邊小不小于0.25mm，整個焊盤直徑大不大于元件孔徑的3倍。

3.盡量保證兩個焊盤邊緣的間距大于0.4mm。

4.孔徑超過1.2mm或焊盤直徑超過3.0mm的焊盤應設計為菱形或梅花形焊盤。

5.布線較密的情況下，推薦采用橢圓形與長圓形連接盤。單面板焊盤的直徑或小寬度為1.6mm;雙面板的弱電線路焊盤只需孔直徑加0.5mm即可，焊盤過大容易引起無必要的連焊。

二、PCB焊盤過孔大小標準：

焊盤的內孔一般不小于0.6mm，因為小于0.6mm的孔開模沖孔時不易加工，通常情況下以金屬引腳直徑值加上0.2mm作為焊盤內孔直徑，如電阻的金屬引腳直徑為0.5mm時，其焊盤內孔直徑對應為0.7mm，焊盤直徑取決于內孔直徑。

三、PCB焊盤的可靠性設計要點：

1.對稱性，為保證熔融焊錫表面張力平衡，兩端焊盤必須對稱。

2.焊盤間距，焊盤的間距過大或過小都會引起焊接缺陷，因此要確保元件端頭或引腳與焊盤的間距適當。

3.焊盤剩余尺寸，元件端頭或引腳與焊盤搭接后的剩余尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面。

4.焊盤寬度，應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。

影響PCB電路板焊接質量的因素

1、焊接材料的成分和焊料的性質

電路板焊接主要有電極、焊接用錫等相關的焊接物料，這些材料的成分和性質會直接影響到電路板焊接的質量。另外在焊接的時候還要注意的是焊接過程中的化學反應，化學反應是電路板焊接過程中重要的組成的部分，主要的作用是鏈接電路板通道的作用。

2、焊接的方式方法

3、焊接的溫度

電路板焊接溫度也是影響焊接質量的重要因素。焊接溫度過高時，焊料融化四散的速度也會隨之增加，活性增加，電路板和將加速熔融焊料的氧化反應，最終就會導致電路板焊接質量不符合要求。

4、電路板表面干凈程度

如果電路板的表面不夠干凈，有雜物，會直接到錫絲變成錫球，錫珠缺少光澤。所以電路板表面是否干凈，也會直接影響到焊接的質量。

關于影響PCB電路板焊接質量的因素，今天就介紹到這里了。PCB電路板焊接質量的好壞不僅會影響電路板的功能實現，也會影響電路板的美觀程度，因此在制作過程中需要認真仔細，避免出現失誤。