BGA枕头效应

贴片机的精度不 足(Pick&Place)
贴片机如果精度不足或 是置件时XY位置及角 度没有调好，也会发生 BGA的焊球与焊垫错位 的问题。 另外，贴片机放置IC零件于电路板上时都会 稍微下压一定的Z轴距离，以确保BGA的焊 球与电路板焊垫上的锡膏有效接触，这样在 经过回流焊时才能确保BGA焊球完美的焊接 在电路板的焊垫。如果这个Z轴下压的力量 或形成不足，也有机会让部份焊球无法接触 到锡膏，而造成HIP的机会。
回流焊过程
回流焊前
回流焊中
回流焊后
回流焊温度 (Reflow profile)
当回流焊(reflow)的 温度或升温速度没有 设好时，就容易发生 没有融锡或是发生电 路板及BGA载板板弯 或板翘…等问题，这 些都会形成HIP。
焊球氧化(Solder ball Oxidization)
BGA在IC封装厂完成 后都会使用探针来接 触焊球作功能测试， 如果探针的洁净渡没 有处理的很好，有机 会将污染物沾污于 BGA的焊球而形成焊 接不良。其次，如果 BGA封装未被妥善存 放于温湿度管控的环 境内，也很有机会让 被 焊球氧化至影响焊锡 氧 的接合性。 化
BGA枕头效应
2016
常江 11月7日
概述
随着无铅化（Pbfree）和消费电子设 备的微型化 （miniaturization）， 电子组装加工过程 中出现越来越多的 “枕头效 应”(Head-inPillow)，也可以叫 做“枕头现象”
枕头效应实物图
枕头效应(HIP)
用来描述电路板的BGA零件在 回焊(Reflow)的高温过程中，BGA 载板或是电路板因为受不了高温而 发生板弯、板翘(warpage)或是其他 原因变形，使得BGA的锡球(ball)与 印刷在电路板上的锡膏分离，当电 路板经过高温回焊区后温度渐渐下 降冷却，这时IC载板与电路板的变 形量也慢慢回复到变形前的状况(有 时候会回不去)，但这时的温度早已 低于锡球与锡膏的熔锡温度了，也 就是说锡球与锡膏早就已经从熔融 状态再度凝结回固态。当BGA的载 板与电路板的翘曲慢慢恢复回到变 形前的形状时，已经变回固态的锡 球与锡膏才又再次互相接触，于是 便形成类似一颗头靠在枕头上的虚 焊或假焊的焊接形状。
开路检查
BGA Open BGABaidu Nhomakorabea开路
BGA 开路
可能原因：锡膏印刷环节有误，焊锡有缺失 解决方法：检查印刷机相关设置及钢网的清洁情况
谢谢观看
回流炉
Cold Solder BGA冷焊
Cold Solder
冷焊
Solder Ball is not round
可能原因：没有达到融化温度 解决方法：检查回流炉设置的炉温曲线
空洞的检查
BGA Voids BGA空洞
Solder Voids 焊球空洞 可能原因： 空洞气泡在无铅焊接中很常见，难以杜绝，往往发生焊接时的回流环节。 如果空洞的面积超过单个球体面积的25%， 此焊点将会变的非常脆弱。
发生HIP(Head-InPillow)的可能原因
枕头效应虽然 是在回流焊期间 所发生的，但其 真正形成枕头效 应的原因则可以 追溯到材料不良， 而在电路板组装 工厂端则可以追 溯到锡膏的印刷， 贴件/贴片的准确 度及回焊炉的温 度设定…等。
BGA封装 (Package)
如果同一个BGA的 封装有大小不一的焊 球(solder ball)存在， 较小的锡球就容易出 现枕头效应的缺点。 另外BGA封装的载板 耐温不足时也容易在 回流焊的时候发生载 板翘曲变形的问题， 进而形成枕头效应。
正常
善思x-ray设备BGA检测
1. BGA检测，能够清晰看清PCB内焊盘位置以及焊球内气泡的分布、比例； 2. 检测结果直接显示在屏幕上，并且可以输出到 Excel表里，方便复查和备案；
印刷过程
Bridging BGA桥接
Multiple Bridging 多处桥接 可能原因：焊膏太多，或者钢网底部没有彻底清洁 解决方法：检查印刷机
锡膏印刷(Solder paste printing)
锡膏印刷于焊垫上面的锡 膏量多寡不一，或是电路 板上有所谓的导通孔在垫 (Vias-in-pad)，就会造成 锡膏无法接触到焊球的可 能性，并形成枕头效应。 另外如果锡膏印刷偏离电 路板的焊垫太远、错位， 这通常发生在多拼板的时 候，当锡膏熔融时将无法 提供足够的焊锡形成桥接， 就会有机会造成枕头效应。