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PCB線路板BGA之綠漆施工

發布時間:2021-10-06 21:20:03

一、綠漆施工

BGA腹底之植球墊系採"綠漆設限"方式完成焊接。一旦綠漆太厚(1mil以上)加上墊面太小,將出現波焊不易進入的"彈坑效應"。且截板之植球作業在大量助焊劑與高熱量的進攻下,會迫使銲錫滲入綠漆邊緣的底部,而令綠漆有浮離的危險。此點與PCB線路板加工墊面錫膏焊接者大異其趣。通常此種載板其SMD銅墊會稍大(有時含鎳金在內)者,綠漆可爬上圓周的4mil外圍寬度,由于無法流錫到銅墊的外側直壁,故在應力作崇下其強度已不如全部銅墊所形成的NSMD銲點。加以SMD銲點的應力不易消散,致使其"疲勞壽命"一般只有NSMD的70%而已。事實上一般封裝載板之設計者與生產者,對此種邏輯都還不太瞭解,使得手機PCB線路板上各種BGA承接小墊,在未來無鉛焊接中之強度將愈來愈不安全。

PCB線路板

(一)、綠漆塞孔

通常綠漆塞孔的功用是爲了PCB線路板測試時,方便抽眞空使板面得以快速固定;其次是爲了第一面通孔附近的線路或焊墊,免于遭受第二面波焊中的涌錫所侵犯。但塡塞不牢固而破裂者,仍然會遭噴錫或波焊強力壓入錫渣所帶來的無窮后患。原表中曾列有四種塞孔法,但量產中均不實用。


(二)、熔焊后的再度波焊

當雙面完成部份零件的熔焊后,經常還需某些元器件的插焊,致使球墊鄰近的通孔還會將波焊熱量傳到第一面去,致使腹底已被Reflow所焊妥的球腳,可能再次遭受到重熔,甚至還可能形成意外的冷焊或開路。此時可利用臨時性Heat Shield及Wave Shield兩種外設檔熱板,在BGA區的上下兩面進行隔熱。


(三)、塞孔堵孔的施工

綠漆孔塞孔施工方式有:乾膜蓋孔、印刷淹孔,指印刷板面時順便進孔雙面堵孔指先后在正反面專門刻意堵孔,但其中殘留的空氣有時高溫中會爆出來。專業塞孔,是利用特殊樹脂刻意先行塞孔與固化,然后再于雙面印刷綠漆。無論何種做法,堪稱都是很不容易盡善盡美的困難工法。致于OSP的板子其綠漆之前塞或后塞都行不通,下游慘痛失敗的案例比比皆是。由于前塞之后再做OSP時, 容易在狹縫中殘留藥液而傷及孔銅,后塞者的烘烤又將對OSP皮膜不利,確實是左右爲難。


二、BGA的貼裝

(一)、錫膏的印刷

所用鋼板的開口最好採上窄下寬的梯形穿口,以方便踩腳及印后升起鋼板而不驚動錫膏。常用錫膏中之金屬部份約占90%,其錫粒大小不可超過開口的24%,以避免印膏邊緣的模糊。BGA組裝印膏最常用者爲粒徑53μm,而CSP則常用粒徑38μm。


腳距1.0-1.5mm之大型BGA,其印刷鋼板厚度應爲0.15-0.18mm,低于0.8mm之密距BGA,其鋼板厚度應減薄爲0.1-0.15mm。開口之"寬深比"須保持在1.5左右以方便下膏。密距者方墊開口轉角處,須呈現圓弧以減少錫粒的卡死。小件密距圓墊者一旦其鋼板寬深比須小于66%,則所施工之印膏須比墊面大出2-3mil,使熔焊前的暫時附著力較好。


(二)、熱風熔焊

90年以后強制對流式熱空氣已成爲Reflow的主流,其產線中的加熱段愈多者,不但容易調整"溫時曲線",且產速也會加快。現行無鉛焊接者平均須具備1 0段以上,以方便升溫(最多已達14段)。當Profile中的高溫已超越板材Tg且又相處太久時,不但會使PCB線路板變軟,而且Z膨脹也將造成爆板,以致發生內層線路或PTH斷裂等災害。錫膏中助焊劑須在130℃以上才會展現活性,其活性時間可維持90-120秒。各種零組件之平均耐熱極限爲220℃且不可超過60秒。


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