Le boîtier à billes (BGA) est l'une des technologies de packaging les plus populaires aujourd'hui. Il se caractérise par un nombre élevé de broches, une taille compacte et de bonnes performances électriques. Cependant, cette technologie pose également un défi majeur : le contrôle de la qualité de la soudure. Nous appliquons généralement ce contrôle. Inspections aux rayons X Pour détecter les problèmes de soudure BGA, nous avons rencontré quelques problèmes courants. Cet article les aborde un par un, en identifiant leurs causes et, surtout, les solutions pour les éviter.
6 problèmes courants de soudure BGA
Pontage à billes de soudure
Pontage par billes de soudure Il s'agit d'une situation où des billes de soudure voisines sont connectées entre elles, provoquant un court-circuit involontaire. C'est un problème fréquent et source de nombreux problèmes lors de l'assemblage de circuits imprimés à billes. Les principales causes de pontage des billes de soudure sont une surabondance de pâte à braser, des méthodes d'impression de pâte à braser inadaptées, un mauvais positionnement des composants et des profils incorrects lors du processus de refusion.
Billes de soudure manquantes
Les billes de soudure manquantes font référence à l'absence ou au déplacement involontaire de billes de soudure d'un Forfait BGA, ce qui peut entraîner une mauvaise connexion électrique, voire une panne de courant. Ce défaut est facile à identifier et est particulièrement visible lors de l'inspection par rayons X de la matrice BGA. L'absence de billes de soudure peut être due à la fatigue thermique, à une soudure ou à d'autres matériaux de mauvaise qualité, à un mauvais positionnement des billes et à un écoulement de billes de soudure à travers les vias du circuit imprimé.
Défaut de la tête dans l'oreiller
La tête dans l'oreiller est une sorte de problème de connexion partielle où la bille de soudure ne se lie pas complètement à la Tampon PCB, apparaissant comme une tête posée sur un oreiller en coupe. Ce défaut est généralement attribué à la déformation du boîtier BGA ou du circuit imprimé, à l'oxydation des billes ou des pastilles de soudure, à la température ou au temps de refusion, ou aux deux.
Vides dans les joints de soudure
Un autre problème courant de soudure BGA est la présence de vides dans les joints de soudure. Il s'agit de poches d'air ou de cavités qui, lorsqu'elles sont importantes, compromettent la fiabilité du joint. Bien qu'un certain degré de vide soit considéré comme acceptable, il devient préoccupant lorsqu'il dépasse les limites autorisées. Ces problèmes peuvent être dus au dégazage du circuit imprimé ou d'autres composants, au flux piégé et/ou à un profil incorrect lors de l'utilisation du procédé de refusion.
Effondrement de la bille de soudure
L'effondrement des billes de soudure est un problème courant de soudure sur BGA. Il se produit une distance trop courte entre le BGA et le circuit imprimé. Cela peut entraîner des courts-circuits et un gonflement mécanique. Les principaux facteurs pouvant entraîner l'effondrement des billes de soudure sont une température ou une durée de refusion excessive, une quantité de pâte à braser inappropriée et un manque de support lors de la refusion.
Décalage de la bille de soudure
Le décalage des billes de soudure est une situation où les billes de soudure des BGA s'inclinent dans une direction définie, ce qui entraîne un alignement incomplet entre les billes et les pastilles du circuit imprimé. Bien que ce défaut n'ait pas d'impact sur les performances électriques, il peut, à notre connaissance, affaiblir la stabilité de la soudure. Ce décalage peut être dû à un mauvais alignement lors du placement, à un mouvement des billes dû à l'humidité, à un contrôle inadéquat de la dilatation et de la contraction thermiques, à la qualité des composants BGA, ainsi qu'à une disposition et des dimensions des pastilles mal conçues et adaptées lors de la conception.
Suggestions pour éviter les défauts de soudure BGA
- Assurez-vous que la pâte à souder que vous utilisez est fraîche, la pâte doit être correctement mélangée, l'application doit être correcte et les composants placés correctement.
- Pour les produits encapsulés dans du plastique PBGA, il est recommandé de sécher à 100°C pendant 6 à 8 heures avant de souder ; l'azote est même préféré.
- Le profil de température de refusion est un autre élément important. Lors des modifications de température, veillez à ce qu'elles augmentent et diminuent progressivement, permettant aux composants de chauffer uniformément, notamment pendant le processus de soudure. Dans la zone de soudure, toutes les soudures doivent être entièrement fondues. Si la température est insuffisante, soudures froidesDes fissures peuvent se former entre la pâte à braser déposée à la surface du circuit imprimé et la soudure du composant, produisant des soudures de mauvaise qualité ou « froides ».
- Appliquez une quantité appropriée de pâte à braser. Sa viscosité permet de fixer temporairement les composants et d'éviter la formation de ponts de soudure pendant la fusion. Pour les pochoirs BGA, l'ouverture des joints de soudure représente généralement 70 à 80 % de la taille de la pastille et l'épaisseur du pochoir est généralement d'environ 0.15 mm (6 mil).
- Toutes les pastilles du circuit imprimé doivent être conçues à la même taille. Si certains processus nécessitent une conception sous les pastilles, il convient de sélectionner le fabricant de circuits imprimés approprié. Les pastilles doivent être percées correctement et ne doivent en aucun cas être agrandies. En effet, les vias ne doivent pas être percés trop petits, ce qui peut entraîner une quantité et une hauteur de soudure plus importantes après le soudage de pastilles de toutes tailles. Des connexions faibles ou ouvertes peuvent alors se produire.
- De plus, lors de la fabrication des PCB, il est important de prêter attention au problème du masque de soudure. Avant de souder un BGA, assurez-vous que le masque de soudure entourant les pastilles est qualifié et qu'un film barrière est appliqué sur les vias.
Réflexions finales
Dans cet article, nous énumérons quelques problèmes courants de soudure BGA et proposons quelques suggestions pour les éviter. Grâce à ces mesures, les fabricants peuvent réduire considérablement les défauts de soudure BGA et améliorer la fiabilité globale de leurs produits. Face à l'évolution constante de l'industrie électronique, la résolution de ces problèmes de soudure BGA reste un aspect crucial du contrôle qualité et du développement produit.
