关于PCB焊盘拉脱强度影响因素分析及改善建议(20140303).ppt

,ShengYiTechnologyCo.,Ltd,关于PCB焊盘拉脱强度影响因素分析及改善建议,内容,焊盘拉脱失效案例评估的方法及失效模式影响焊盘拉脱（焊点强度）的主要因素PCB板材方面的关注点行业对改善焊点强度的经验分享行业对Padcrater的研究进展,1、焊盘拉脱失效实例,在支撑PCB内部连接的焊盘下面，出现裂纹。,1、焊盘拉脱失效实例,1、焊盘拉脱失效实例,近年，跌落试验（droptest）和球垫坑裂（padcratering）越来越受到PCB行业的关注，而且根据PCB行业的研究及认识，以上与PCB基材的拉脱强度有较大关系。,BGA区域装配掉拍,2、拉脱强度评估的方法及失效模式,目前业界主要三种方法来评估基材的拉脱强度，其中焊球拉拔和焊球剪切测试应用广泛。,2020/6/13,6,2、拉脱强度评估的方法及失效模式,对焊接强度的可靠性测试方法（针对PCBA而言）：Shock/Droptest（冲击，跌落实验）Vibration（震动）TempCycle（温度循环测试）目前，普遍受业界采用的评估方法是焊球拉拔测试（BallPullTest），以下做重点介绍。,2020/6/13,7,2、拉脱强度评估的方法及失效模式,焊盘拉拔测试（ballpullTest）,2020/6/13,8,Dage4000,2、拉脱强度评估的方法及失效模式,2020/6/13,9,常见失效模式（参考IPC-9708）,上：padcrater，露出玻纤下：padcrater，没有露出玻纤,2、拉脱强度评估的方法及失效模式,上左：Padcrater，露出玻纤上右：Padcrater，没有露出玻纤下左：IMC，锡球断裂,3、影响焊盘拉脱（焊点强度）的主要因素,对焊球产生的机械应力-SMT制程（温度变化、CTE匹配等）-运输过程的冲击和震动-客户使用条件材料的影响-转用无铅焊料-PCB材料（厚度、硬度、Reflow中的稳定性等）设计规则-BGA上的焊盘尺寸、线宽、焊球间隙、线路位置等变小,2020/6/13,11,3、影响焊盘拉脱（焊点强度）的主要因素,2020/6/13,12,SMT制程的影响，焊接温度的提高,无铅焊接的温度增加，直接导致材料的硬度变大，从而产生较大的机械应力，增加了焊盘坑裂的风险。,3、影响焊盘拉脱（焊点强度）的主要因素,2020/6/13,13,CTE的不匹配,组装过程中由于CTE不匹配形成的对焊盘的剪切力,3、影响焊盘拉脱（焊点强度）的主要因素,2020/6/13,14,运输过程的影响,3、影响焊盘拉脱（焊点强度）的主要因素,2020/6/13,15,焊料的影响,对焊盘的拉力,无铅焊料比有铅焊料更硬；无论是无铅还是有铅，其焊盘的粘结强度基本是一样的,焊盘可承载的力不变,PCB上的微观失效,硬度更大的无铅焊料转移了更多的拉力在PCB的焊盘上，从而增加了失效可能性。,3、影响焊盘拉脱（焊点强度）的主要因素,2020/6/13,16,设计的影响,BGA未来的比例变化将会带来新的挑战,4、PCB板材方面的关注点,1、固化体系的差异（DICYvs.PN）2、无铅、无卤、高速材料的差异3、材料的韧性、刚性、抗变形能力4、怎样的材料才是最适合的材料？（没有定论）,4、PCB板材方面的关注点,CBP的测试结果显示，DicyPN体系,无铅材料无卤材料高速材料,4、PCB板材方面的关注点,通过增韧技术，可提高板材的CBP能力,5、行业对改善焊点强度的经验分享,局部Pad的设计用SMD代替NSMD改变BGA的放置方式改变BGA边缘的焊盘走线宽度增强产品的包装,5、行业对改善焊点强度的经验分享,局部Pad的设计用SMD代替NSMD,5、行业对改善焊点强度的经验分享,NSMD：BGA两边都出现Padcrater,四角部分焊盘SMD：四角不完全出现Padcrater，有IMC，,5、行业对改善焊点强度的经验分享,2.BGA放置方向,5、行业对改善焊点强度的经验分享,2.BGA放置方向,BGA四角上的Pad都设计成SMD，从四点弯曲测试结果可见，BGA成45度角放置，出现Padcrater的几率大大减低。,5、行业对改善焊点强度的经验分享,3.角落上焊点通过增粗与焊盘连接的走线来加强,将元器件从板件上取下，发现与较粗走线连接的焊盘依然留在板件上，虽然焊盘已经被破坏了，但走线依然粘结着，意味着功能依然有效