[短篇小说]解密BGA的焊接之谜10：应力应变量测

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27 12 月, 2023

马克问到：「那除了使用Underfill点胶之外，还有其他可以不做设计变更，就可以用来增加焊锡强度的方法吗？」

亚力士说：「当然还有！只是下面这些方法比较需要ME机构工程师的配合，我先粗略说明一下，你到时候找机构工程师讨论时，如果有问题，我们可以再开一次会议来讨论。」

亚力士继续接着说道：「我忘记之前是否有跟你强调过BGA锡裂的最大问题来自"应力"，而应力的最大来源有来自"板弯"？」

马克：「嗯！好像有讲过，但没什么特别印象。没关系，我现在知道了，你继续说。」

亚力士说：「所以，想要解决BGA焊锡破裂的问题，除了使用Underfill或Epoxy来加强抵抗"板弯"之外，另一个方向就是想办法来降低"板弯"。比如说，以我们这个Omni5940的整个外观设计来说，当初为了让客户在观看萤幕时不易产生反光，于是将有萤幕的地方设计得稍微有些倾斜，于是整体产品就呈现出微"L"字形的外观。这样的外观设计，在正常使用的情况下并没有什么问题，可一旦产品不小心正面朝下掉落时，也就是产品如果以"^"的方向直接落向地面，就容易出现产品弯折变形，使得内部PCBA跟着变形，最终导致BGA锡裂。」

接着亚力士拿出了一台Omni5940并将萤幕朝着桌面后稍微用力从产品的背部往下压示范了起来让马克及约翰可以更轻易的理解产品变形的可能。

亚力士说：「我想这个问题，当初你们自己在做产品的裸机DQ摔落测试时就已经知道了吧！」

马克的心里咯噔了一下，刚好被说中了，不过却仍然故作镇定面无表情且不置可否。

亚力士继续说：「当初这个产品开发的时候我也是有参与的，只是当时觉得这个"L"型设计跟制造工厂的焊接品质并没有什么太大的关系，所以只是关注了一下，而且当初ID设计早就已经定了下来，改变的机会渺茫，没想到这回力镖最后还是打到了制造端，看来以后不管看到什么问题都得事先提出来，就算当时解决不了，至少问题有先被提出作个纪录也好。」

马克问：「哪你有什么建议吗？」

亚力士说：「其实这些也只是我个人主观的观察，我建议还是得实际做验证，然后针对会发生板弯的地方或是不太能承受板弯的地方做补强。」

马克问：「啊~这板弯要如何验证啊？切开来看吗？」

亚力士说：「不用真的把产品切开来看啦！现在有一种叫做应力/应变计(strain gage)的东西，可以黏在PCBA上面，用来量测PCBA在遭受到应力时所产生的应变大小。你只要跟ME讲，希望他们可以使用"应变计"来动态量测PCBA于产品裸机摔落时承受多少应力，并产生多少应变就可以了，ME应该知道这种量测工具。只是我们公司目前没有这种量测设备，可能要找实验室外测，或是找外包来做。」

亚力士接着说：「另外，除了裸机摔落时要量测应变之外，因为我们这款产品被部分客户拿去给快递员当成了行动处理机，产品经常要进出货车的冷气低温与室外高温，或是不小心将产品忘记放在车内，白天日晒车内高温，夜晚大地辐射冷却车内低温，对我们的产品都是一次热冲击(thermal shock)。所以，应该也要重做冷热冲击测试并量测其"应变"的大小。以上这些都只是我个人意见，根据目前的资讯所得出可能造成锡裂的可能原因，希望你们可以实际验证。当然，如果你们还有发现其他的可能原因，也都应该要验证。」

马克转头看了看约翰，心理了然，马克确认有些市场部的资讯还没来得及分享给亚力士，但亚力士似乎已经都知道了。

马克说：「OK。我会转达给ME部门。」

亚力士说：「不只要转达，还要跟进，我希望可以得到后续进度的update。另外，我还要知道大概的时间表，因为这牵涉到制造部门后续的生产成本与品质。你可别以为加了Underfill就一劳永逸了。」

马克说：「知道！知道！」

亚力士说：「这是我个人的建议，到时候你也一併提供给ME参考。如果最后验证PCBA的应变来自产品"L"型设计且应变的方向固定，可以考虑在BGA附近的机壳地方多长一根柱子来顶住PCBA，或是在BGA附近加一块高密度泡棉，来加强PCBA抵抗应力的能力。当然，这些都必须做过验证确认有效后才能实施，就算是Underfill也要做过验证，确认有效了才能执行。」

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SMT, Soldering(焊锡)
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