難點分析與解決方案

什么是BGA reflow 翹曲？

為什么會出現BGA reflow 翹曲？

BGA reflow 翹曲怎么辦？

某電子產品制造工廠生產一款高性能的計算機主板，其中使用了大量BGA封裝的器件。在制造過程中，工廠發現部分主板出現了BGA Reflow過程中的蹺曲問題，導致焊接不良和產品性能下降，嚴重影響了產品的可靠性和質量。經過調查和分析，找到了導致蹺曲問題的具體情況，小編和你一起來看看~

什么是BGA reflow 翹曲

BGA Reflow過程中的蹺曲是指在回流焊過程中，BGA封裝器件出現的凹凸翹曲現象。在回流焊過程中，由于封裝體的不均勻收縮和焊料的熔融，產生溫度梯度差異，導致器件不同部位的封裝體膨脹率不同，從而引發器件的翹曲現象。這種翹曲可能會影響器件的焊接質量和性能，進而影響產品的可靠性和生產效率。

BGA Reflow過程中的蹺曲可能會帶來以下影響：

焊接質量問題：蹺曲可能導致焊接不良，如焊點開路、冷焊或焊接缺陷，影響焊接的可靠性和穩定性。不良焊接可能導致電氣連接問題，從而影響器件的正常功能和性能。

器件封裝結構破壞：蹺曲現象可能導致器件封裝結構的損壞，尤其在溫度循環和機械應力的作用下，可能引起封裝材料的開裂、焊球脫落或焊盤剝離，進而降低器件的可靠性和壽命。

產品性能下降：由于蹺曲導致器件封裝體不平整，可能影響器件與PCB之間的良好連接，從而降低產品的性能和信號傳輸質量。

生產效率降低：由于蹺曲問題引發的焊接缺陷或封裝破壞，可能導致產品生產過程中的停滯和調整，降低了生產效率。

BGA reflow 翹曲的成因

以下是一些導致BGA reflow 翹曲的主要原因：

01

溫度梯度引起的熱應力：在回流焊過程中，由于封裝體的不均勻收縮和焊料的熔融，產生溫度梯度差異。不同部位的封裝體由于溫度變化不同，導致膨脹率不一致，從而引起器件的翹曲現象。這種熱應力在封裝體中產生不均勻的機械應力，進而導致蹺曲問題。

02

元器件濕度：元器件的濕度是造成BGA封裝體吸濕膨脹的重要因素。在高濕度環境中，BGA封裝體會吸收水分，導致體積膨脹，而在回流焊的高溫下，吸濕膨脹的部位與干燥部位產生不同程度的熱應力，引起器件蹺曲。

03

封裝結構設計與材料選擇：封裝結構的設計和材料選擇直接影響器件的機械穩定性和熱傳導性。不合理的封裝結構設計或不適當的材料選擇可能導致熱應力集中，使得器件易于發生蹺曲現象。

解決方案

為解決BGA reflow 翹曲，可以采取以下措施：

控制元器件濕度：在使用BGA封裝器件之前，要確保其防潮包裝完好或進行適當的烘烤處理，降低器件的濕度，減少吸濕膨脹的影響。

精確控制回流溫度曲線：通過精確控制回流焊的溫度曲線，盡量減少溫度梯度的差異，避免產生過大的熱應力，從而減少蹺曲的可能性。

優化封裝結構設計：合理設計封裝結構，選擇適合的材料，減少封裝體的翹曲趨勢，降低焊接產生的應力集中。

使用支撐裝置：在回流焊過程中使用適當的支撐裝置，如reflow載體或夾具，穩定器件的位置，減少封裝體的運動和位移。

加強封裝體預應力控制：在封裝體設計和制造過程中，加強預應力的控制，確保封裝體的形狀和尺寸穩定性，降低蹺曲風險。

進行可靠性測試：在產品制造完成后，進行可靠性測試，包括溫度循環測試和機械應力測試，以評估封裝體的穩定性和性能。

審核編輯：劉清