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碰到一个以前想都没有想过的问题,情况是这样子的,电路板组装代工厂反应说最近生产的BGA有短路(solder short)问题,分析结果显示是锡膏量过多所造成,而锡膏量过多又是因为「绿漆(solder mask)及丝印层(silkscreen)白漆」印刷厚度太厚所造成。
理论上来说绿漆及丝印层厚度不一致确实有可能会造成锡膏印刷厚度及锡膏量的差异,因为在所有锡膏印刷条件都不变的情况下,厚度较厚的绿漆及丝印层会顶起钢板(stencil),并造成钢板与电路板(PCB)间的间隙过大,印刷出来的锡膏量就会增多。
不知道大家是否碰过这类似的问题?
下面是个颗BGA的基本尺寸规格:
- Ball pitch: 0.65mm
- Ball diameter: 0.36~0.46mm
- Ball height: 0.23~0.33mm
根据SMT代工厂的分析回覆说明,因为这片板子总共有两家不同的供应商,而实际量测这两家供应商的绿漆(solder mask)及丝印层(silkscreen)的印刷后发现其厚度相差了27.1um,所以才会造成锡膏量的差异。
在所有锡膏印刷条件都不变的情况下,实际使用这两家不同PCB厂商所生产出来的电路板去印刷锡膏,量测其锡膏膏量后发现两者的锡膏体积相差了将近16.6%。所以SMT工厂以此推论短路问题出在PCB厂商。
老实说,188金宝搏苹果下载
对于这样的推论多少有些疑问?
首先,如果锡膏印刷量对于BGA短路有这么重大的影响,为何一开始生产的时候,SPI(锡膏检查机)没有先抓出来,而要等到reflow以后才能查看X-Ray的结果?这不是有点太晚了吗?
其次,这样的锡膏量工作余裕宽度未免也太小了,PCB厂商是否可以这么精准的控制绿漆与丝印层的厚度?以后生产是不是依然还是会继续出现类似的问题?
其实这个16.6%的锡膏量差异是可以用刮刀的速度及刮刀的压力调整回来的,毕竟只是间隙所造成,把刮刀的速度调快或把压力加大都可以克服这样的锡膏量差异。
重点是事前的SPI有没有确实把该抓到的重点抓出来,比如说整体锡膏量应该控制在多少范围内,也就是不能只看锡膏印刷的面积,还要计算锡膏的厚度并计算整个焊垫上的锡量,这样才能加以管控锡膏量的品质。
相关阅读:如何将锡膏印刷于电路板(solder paste printing)
另外,PCB厂商的绿漆及丝印层的厚度印刷能力也要规范下来,在进料的时候就要列入检验项目中,以免造成日后继续量产时的良率影响。
延伸阅读:
如何从设计端强化BGA以防止其焊点开裂?
BGA枕头效应(head-in-pillow)发生的可能原因
如何解决BGA锡球的HIP(Head-In-Pillow)虚焊问题
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欧付宝

Chen,
谢谢通知!
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请问一下
是否笔者有碰过类似的case:
ODM rework从客户那边退回来的主板,在后来出货的时候发现上面有锡膏残留,但在出货检测的时候用10倍的放大镜没有办法检查到 要用50倍的才可以检测到。
想问的问题是:这种情况可否在rework的时候就改善,意思就是改变rework的方法来避免有锡膏残留情形(目前ODM rework方法就是先用烙铁融化锡膏把坏掉电组拿出,再用烙铁把新的锡膏放到主板上,最后再上电阻)
有请高手指教了 谢谢
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TPHOON,
我想你说的应该是锡丝,这个其实与锡膏不太一样,锡丝是一整条,锡膏是用印的。
焊锡残留是手焊经常发生的问题,焊接的时候最好要有治具可以遮挡不需要焊接的区域,以避免焊锡喷溅的情形。
可以参考Youtube影片 https://youtu.be/wDotLO-3XTg
另外就是焊接后必须清除所有可能残留的锡渣,一般会使用静电涮沾清洁剂清除。
当然,后好就是不要rework,或是重印锡膏过回焊也可以避免类似的问题,但要考虑零件能否再过一次回焊的风险。
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SPI抓不到就要看当初做程式的时候是以哪一间厂商的PCB来做的程式了
而且在加上宽放后,就更抓不到了!!
所以SPI没拦到也不意外,
要先确定SPI高度/面积/体积的上下限定义!!
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ewew;
所以目前看来SPI的能力有限,灵敏度、人员素质都有关系!
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以下是我公司的标准, IPC-6012 上只有个最大0.1mm, 其他为客户协商。
Solder mask clearance of 0.25mm (0.01 inch) or larger: Screened or wet photo image-able solder mask is
permissible with min. thickness of 0.01mm (0.0004 inch) to maximum of 0.10mm (0.004 inch).
8.3 Solder mask clearance of less than 0.23mm (0.009 inch): Wet photo image-able solder mask minimum
thickness will be 0.01mm (0.0004 inch) with no single area measuring less than 0.004 mm (0.00015 inch)
measured at the edge of conductor traces. Maximum thickness will not be greater than 0.04mm (0.0015
inch) when measured on the surface of the trace.
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fred;
Thanks for share this information and it will be good for reference the soldermask specification.
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我也认为绿油及丝印厚度的差异导致连锡短路不是很合理。
1,就算是同一厂家也无法保证其绿油+丝印的厚度公差控制在+/-10um,不同批次更难控制。而且绿油的厚度要求一般为20-50um,本身就存在较大的余量。
2,厚度是单点厚度的差异,还是平均厚度的差异,测量点及数量没有明确。
相对而言,对于0.65mm Pitch的BGA,焊盘大小、开窗大小、绿油桥的宽度我觉得也是重要考量因素。
另外,个人觉得应该从钢网的开口、厚度是否合理入手。
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HP;
其实这个只要跑手件应该就可以看出结果了,不过总是希望可以是先预防比较好。
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