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2019-06-18

J8彩票清洗合明科技分享:倒装芯片焊接产生空洞解析

发布者:合明科技 ; 浏览次数:314

倒装芯片焊接产生空洞解析

 

文章来源:SMT技术网

文章关键词导读:芯片、焊接、PCBA线路板、水基清洗剂

倒装芯片3.jpg

 

导读

倒装无金线芯片级封装,基于倒装焊技术,在LED芯片封装封装界中推广多年,减少了金线封装工艺,省掉导线架、打线,仅留下芯片搭配荧光粉与封装胶使用。作为新封装技术产品,倒装无金线芯片级光源完全没有因金线虚焊或接触不良引起的不亮、闪烁、光衰大等问题。相比于传统封装工艺,芯片级光源的封装密度增加了16倍,封装体积却缩小了80%,灯具设计空间更大。倒装无金线芯片凭借更稳定的性能、更好的散热性、更均匀的光色分布、更小的体积,受到越来越多LED灯具企业和终端产品应用企业的青睐。

那么上面诸多优势、优点。为何发展几年,封装界还是雷声大雨点小呢?经过很多封装厂家工程共同沟通、分析。发现大家共同关注关键词就是焊接后“空洞、推力、光效”等。今天Aoniu就带大家看看空洞是如何来的,空洞在哪些条件下产生的?

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上图为BGA原件成品,在基板面贴装时锡球高度的前后变化情况;右图中可以看到右球中之空洞太大,以致挤压无铅焊料向左强力推出,进而造成与左球短路的真相。


上图铜垫表面为OSP处理,右图则可能是锡膏本身有机物形成的空洞。

 

一、吹孔之空洞

基板线路焊盘不良与后续镀铜欠佳以收孔壁有破洞者,经常会在下游组回流焊中,造成铜壁上原有的破洞向外吹气,此等恶劣的基板焊盘常被称为吹孔。由于基材经过许多湿制程,难免会从孔壁破口处,吸入一些水气或化学品,进而造成油高温焊接的孔壁张开与气体的喷出,致使子L内的液态填锡发生被吹后的空洞。这种就是焊接传统填锡的虚洞。


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上图均为基板不良孔壁,吸入水汽,经高温焊接拉大缺口时,向液态填锡中吹气而造成的空洞。

壁内盲孔或垫下通孔所造成的空洞

HD工手机板为了节省板面有限空间,早已将CSP或者BGA之间互连改掉原本通孔与球壁间之哑铃型(DOGBONE)互连设计,而替代为直上直下更为省地的垫内盲孔或通孔。

且在高速与高频讯号之路径变短而电感减少下,杂讯也随之降低。但如此一来,在S M T印妥锡膏再踩上球脚与后续进行熔焊时,不但孔内原有空气无法赶走,再加上助焊剂有机物的额外发气,助纣为虐下大号空洞不免就频频出现了。目前许多手机板的客户们都要求  .採用镀铜方式将微盲孔予以填平,以减少空洞的发生以增加焊点强度。

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上图为BAG垫内盲孔的俯视与侧视图;上中图为一般平面球垫与盲孔球垫的区别;上右图均为盲孔球垫的空洞情形。

 

一、与温时曲线有关

当生产线所用P r O fi 1 e在熔点以上的耗时太长者(无铅S A C于2 1 7℃以上约在6 0-80秒),会让助焊剂中可挥发的东西都将消失殆尽,致使助焊剂之黏度变大或烧乾,甚至裂解掉而无法顺利移动;沾锡太慢或无法沾锡下当然就会形成空洞。至于现行的S n 6 3,其熔点仅1 8 3℃,超过熔点的时间也仅50一60秒而已,相对之下残留的气泡也就自然不多了。而且无铅焊接之操作时间拉长,再氧化的机会也就变大,空洞机率难免上升。倘若P r O fi l e中的峰温不太高(205℃),其较平坦恒温吸热段(S O ak S t a g e)的长短(2分钟内),对于空洞生成的影响尚不大,然而无铅已完全占不到这种便宜了。

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上图说明锡膏中发挥沸点越高者,发生空洞的机会也会减少

 

一、与沾锡时间有关

6 3/3 7共熔焊料的平均沾锡时间(w e t t i n g T i m e)约为0.6秒,但S A C 405者却接近1。5秒之久。无铅焊料本身移动速度太慢与表面张力太大之下,当然就会使得所形成的气泡难以逃出(Outgassing)焊料之界外。


【阅读提示】

以上为合明科技在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,在水基清洗、环保清洗方面有着丰富的经验,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

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