SMT貼片加工BGA焊盤下PCB次表層樹脂開裂的原因

隨著產(chǎn)品轉(zhuǎn)換到無鉛工藝之后，單板在實行設(shè)備機(jī)械應(yīng)力測試（如沖擊、振動）時，焊盤下基材開裂形勢明顯增加，直接導(dǎo)致兩類失效：smt貼片BGA焊盤與導(dǎo)線斷裂和單板內(nèi)兩個存在電位差的導(dǎo)線“建立”起金屬遷移通道，分別如圖9-19和圖9-20所示。

（1）無鉛焊料硬度變高，在既定的應(yīng)變水平下，傳遞到PCB焊盤界面的應(yīng)力更大。

（2）PCB從熔融焊料固化到室溫的溫差ΔT變大，導(dǎo)致PCB和元器件之間的X/Y平面的CTE更加不匹配，用途在焊點(diǎn)上的應(yīng)力更大。

（3）高Tg板材(Tg＞150℃)的脆性更大。

這三個“更大”，導(dǎo)致基材開裂現(xiàn)象增加。

某手機(jī)板發(fā)生PCB次表層樹脂開裂，如圖所示。

在其他因素固定的情況下，高TgFR4樹脂比標(biāo)準(zhǔn)TgFR4樹脂材料更容易發(fā)生焊盤剝離失效。因此，在無鉛工藝中如果能夠使用中TgFR4板材更好。

產(chǎn)品切換到無鉛后，因為無鉛焊點(diǎn)本身更剛性以及組裝溫度更高的原因，使得BGA焊點(diǎn)機(jī)械沖擊測試主要的失效模式由有鉛焊點(diǎn)的焊料開裂變?yōu)闊o鉛焊點(diǎn)的BGA焊盤下PCB次表層樹脂的開裂，有鉛焊點(diǎn)與無鉛焊點(diǎn)的耐應(yīng)變情況如圖9-22所示。

高Tg與標(biāo)準(zhǔn)Tg板材焊盤剝離峰值拉力對比如圖9-23所示。

某公司無鉛切換后，發(fā)生幾起PCB次表層樹脂開裂事件，說明無鉛切換在使用大尺寸BGA方面有風(fēng)險。

為避免PCB在無鉛焊接時分層，要求提高Td提高Td,一般采用將普通FR-4用的極性很強(qiáng)、容易吸水的Dicy固化劑換為不容易吸水的PN（酚醛樹脂）固化劑并將含量由Dicy的5%增加到25%Wt的辦法，但同時使得Z向的CTE變大增加。為了降低Z向的CTE，加入了20%的SiO2。其結(jié)果是在提高T的同時使得PCB剛性增加、韌性降低，或者說使得PCB變脆。

從哪些方面來檢查PCB線路板布局是否合理？

PCB線路板元器件布局，是PCB線路板制作過程中重要的一個流程，在對元器件設(shè)計布局過程中，需要查看整體布局是否合理，是否能夠達(dá)到優(yōu)的效果。那么從哪些方面來檢查PCB線路板布局是否合理呢?下面靖邦技術(shù)員就為大家整理介紹。

1、檢查PCB線路板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符，能否符合PCB制造工藝要求、有無行為標(biāo)記。這一點(diǎn)需要特別注意，不少PCB板的電路布局和布線都設(shè)計得很漂亮、合理，但是疏忽了定位接插件的定位，導(dǎo)致設(shè)計的電路無法和其他電路對接。

2、檢查元件布局是否疏密有序、排列整齊，是否全部布完。在元器件布局的時候，不僅要考慮信號的走向和信號的類型、需要注意或者保護(hù)的地方，同時也要考慮器件布局的整體密度，做到疏密均勻。

3、注意看元件在二維、三維空間上有無沖突。注意器件的實際尺寸，特別是器件的高度。在焊接免布局的元器件，高度一般不能超過3mm。

4、注意需經(jīng)常更換的元件能否方便地更換，插件板插入設(shè)備是否方便。應(yīng)保證經(jīng)常更換的元器件的更換和接插的方便和可靠。

5、檢查可調(diào)元件是否方便調(diào)整。

6、檢查熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x。

7、檢查在需要散熱的地方是否裝有散熱器或者風(fēng)扇，空氣流是否通暢，應(yīng)注意元器件和電路板的散熱問題。

8、 檢查信號走向是否順暢且互連短。

9、檢查插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計是否矛盾。

10、考慮PCB板的干擾問題。

11、考慮PCB板的機(jī)械強(qiáng)度和性能。

12、考慮PCB板布局的藝術(shù)性及其美觀性。

合理布局PCB線路板元器件，能使PCB板獲得很好的使用性能，保證產(chǎn)品使用質(zhì)量，因此可根據(jù)以上幾個要點(diǎn)，來檢查PCB線路板布局是否合理。

如何快速制作PCB電路板？

PCB電路板制作一般來說主要是有以下步驟，繪制PCB線路板圖，印刷到PCB板上，腐蝕PCB板，鉆孔，焊接元件，測試完成，所需要的時間比較長。部分用戶對于如何快速制作PCB電路板十分感興趣，下面靖邦科技的技術(shù)員就為大家介紹快速制作PCB電路板的方法：

電路板的制作加工方法有很多，但一般來說經(jīng)常使用的快速制板方法有兩種，分別為物理方法和化學(xué)方法：

一、物理方法：

通過利用各種刀具和電動工具，手工把線路板上不需要的銅刻去。這種方法比較費(fèi)力，而且精度低，只有相對較簡單的線路才可以采用。缺點(diǎn)是費(fèi)工費(fèi)時、精度不易控制且存在不可恢復(fù)性，對操作要求很高，目前已經(jīng)鮮有人采用。

二、化學(xué)方法：

通過在空白覆銅板上覆蓋保護(hù)層，在腐蝕性溶液里把不必要的銅蝕去，是當(dāng)前大部份開發(fā)者使用的方法。覆蓋保護(hù)層的方法多種多樣，主要有以下幾種方法：

1、手工描漆：將油漆用毛筆或硬筆在空白覆銅板上手工描繪出線路的形狀，吹干后即可放進(jìn)溶液里面直接腐蝕。

2、粘貼不干膠：市面上有各種不干膠被制成條狀和圓片狀，在空白線路板上根據(jù)需要組合不同的不干膠，粘緊后即可腐蝕。

3、膠片感光：把PCB線路板圖通過激光打印機(jī)打印在膠片上，空白覆銅板上預(yù)先涂上一層感光材料(市面有已涂好的覆銅板出售)，在暗房環(huán)境下曝光、顯影、定影、清洗后即可在溶液里腐蝕。

4、熱轉(zhuǎn)印：通過熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)把線路直接打印在空白線路板上，然后放進(jìn)腐蝕液里腐蝕。

化學(xué)方法工藝相對復(fù)雜，但精度可控，是目前使用最廣泛的快速制板方法，但仍存在諸多問題，需要不斷改善。用戶可以根據(jù)自身情況來選擇使用物理方法還是化學(xué)方法制作電路板。