現(xiàn)代電子產(chǎn)品一直朝著細(xì)線和超薄的方向發(fā)展，應(yīng)用電子元件越來越小。此外，越來越多的具有細(xì)間距IC（集成電路）封裝的電子元件已經(jīng)組裝在PCB（印刷電路板）上，尤其是BGA（球柵陣列）和CSP（芯片級封裝）元件。元件間距從0.65mm和0.5mm轉(zhuǎn)換為0.4mm或更小; PCB厚度從1.6mm和1.2mm到1.0mm，0.8mm或0.6mm或更小; PCB層數(shù)從雙面或8層分為12層，18層或更多層; BGA安裝模式，從單個(gè)安裝到POP（封裝上的封裝）。上面提到的所有開發(fā)一直在挑戰(zhàn)我們的PCB制造和PCBA能力，然而，BGA的焊接質(zhì)量是一個(gè)關(guān)鍵因素，一旦一個(gè)程序得到不充分的關(guān)注或者做出不合適的措施，就會導(dǎo)致BGA裂縫。 。在BGA上出現(xiàn)裂縫的最常見位置是焊盤和焊盤底部的焊接連接。一般來說，裂縫最多發(fā)生在BGA元件的四個(gè)角，然后是四個(gè)邊，因?yàn)樗鼈兂惺艿膽?yīng)力最大。

將解釋導(dǎo)致BGA焊接出現(xiàn)裂紋的原因在以下段落中。

低質(zhì)量的PCB導(dǎo)致BGA裂縫

?錯(cuò)誤選取T g 和T d

從鉛制造到無鉛制造，回流焊接和由于SMT（表面貼裝技術(shù)）組裝要求，波峰焊接溫度必須提高。有些人只是認(rèn)為可以選擇具有高T g （玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）的基板材料用于PCB板。他們只是認(rèn)為管理和控制Z軸擴(kuò)展至關(guān)重要。主要目的是阻止分層厚電路板和14層或更多PCB，并阻止PTH（鍍通孔）出現(xiàn)裂縫，因?yàn)镻CB的Z軸擴(kuò)展很大程度上會導(dǎo)致PTH孔在回流或波峰焊接過程中斷壁。然而，除非T d （分解溫度）被認(rèn)為完全解決了PCB裂縫問題，否則T g 無法抵消無鉛工藝過程中產(chǎn)生的裂縫。 IPC中涉及PCB基板材料的三個(gè)T d 水平：310°C，325°C和340°C。

總之，在此過程中，基質(zhì)材料測定，T g 和T d 越高越好。但PCB制造成本是一個(gè)必不可少的考慮因素，基于這種基礎(chǔ)材料應(yīng)該選擇具有令人滿意的T g 和T d 的基板材料。

?預(yù)浸料中凝膠含量不足

外層和內(nèi)層之間使用的預(yù)浸料中凝膠含量不足會導(dǎo)致銅箔在高溫下產(chǎn)生氣泡。

?不合適的銅型材選擇

通常，普通型材分為三類：標(biāo)準(zhǔn)型材，低型材和非常低的型材。標(biāo)準(zhǔn)型材不含銅板的規(guī)定，因?yàn)檎澈闲愿叩^高的型材往往會導(dǎo)致蝕刻不良，這進(jìn)一步降低了線寬和阻抗控制的穩(wěn)定性。較低的輪廓調(diào)節(jié)最大輪廓SPEC為0.4mil（10.2μm）。到目前為止，大多數(shù)PCB制造商都在利用較低的外形。非常低的輪廓調(diào)節(jié)最大輪廓SPEC為0.2mil（5.1μm），這通常僅用于PCB制造中，具有特殊的細(xì)線要求，例如2mil走線寬度。

?低執(zhí)行PCB層壓

每當(dāng)?shù)蛷?qiáng)度PCB層壓發(fā)生時(shí)，黑色素或褐化不足都會導(dǎo)致粘附性差。

?低性能焊料掩模顯影或表面處理

低性能焊料掩模顯影或表面光潔度會導(dǎo)致焊接缺陷。例如，當(dāng)OSP膜太厚或太薄，接收不合適的預(yù)處理或經(jīng)過太長的保持時(shí)間時(shí)，往往會產(chǎn)生表面氧化。

?BGA焊盤太小大小

在設(shè)計(jì)階段，當(dāng)BGA焊盤尺寸太小時(shí)，可能是由于過蝕刻或沒有蝕刻因子的補(bǔ)償值而發(fā)生。

BGA的不受信任的材料和布局

?當(dāng)BGA進(jìn)料的基材Z軸膨脹太大時(shí)，它具有低剝離強(qiáng)度和T d 太低，這兩種情況都可能導(dǎo)致錫裂縫。

?真空包裝在IQC（進(jìn)貨質(zhì)量控制）檢查后未實(shí)施，真空包裝破損在焊接前將BGA粘合劑焊接到電路板表面兩個(gè)多小時(shí)之前，所有這些都會導(dǎo)致焊接不良。

?在BGA布局期間，焊盤尺寸永遠(yuǎn)不會太小除特殊情況下使用的襯墊外，襯墊尺寸絕不能低于BGA的半間距減去2密耳。此外，BGA四角的焊盤尺寸應(yīng)比焊盤大1m。

?BGA的四個(gè)角最好設(shè)計(jì)成SMD（焊接掩模定義）因?yàn)榉糯驜GA基底和焊盤周圍的焊接掩模蓋的存在將顯著改善焊盤的抗裂性。由于使用焊接掩模定義焊接，焊接只能覆蓋表面而忽略側(cè)面，這導(dǎo)致焊接連接強(qiáng)度比銅定義焊接更差。

?采用ENIG表面處理的PCB會導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫BGA焊接連接更容易。 ENIG永遠(yuǎn)不能在BGA上使用，其焊盤厚度低11mil，OSP更合適。

過程控制不足或裝配條件不足

?在模板設(shè)計(jì)階段，BGA組件的四個(gè)角和每個(gè)側(cè)面應(yīng)比墊的厚度大1mil到2mil。模板開口尺寸應(yīng)根據(jù)BGA組件的規(guī)格設(shè)計(jì)，包括間距，BGA焊球和焊球成分。

?在印刷過程中，支撐銷不應(yīng)對抗BGA由于BGA焊盤的污染，阻止假焊接和枕頭效應(yīng)。此外，還必須特別注意印刷刮刀壓力和印刷質(zhì)量控制。

?安裝階段應(yīng)強(qiáng)調(diào)拾取器BGA的晶圓位置，元件厚度設(shè)置和拾取壓力量。

?在IR回流過程中存在更多裂縫的機(jī)會，需要特別注意：
a。在雙面PCB制造過程中，必須考慮PCB變形程度。在回流焊接過程中可以使用夾具，并且必須仔細(xì)考慮夾具的基板，因?yàn)樗赡芤蚋邷睾屠鋮s而收縮。
b。必須仔細(xì)檢查進(jìn)來的BGA組件，看是否在焊球上發(fā)生下沉。此外，焊球的合金成分和BGA基板材料的Z軸膨脹與PCB板之間的兼容性。