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，單板在實行設備機械應力測試（如沖擊、振動）時，焊盤下基材開裂形勢明顯增加，直接導致兩類失效：smt貼片BGA焊盤與導線斷裂和單板內(nèi)兩個存在電位差的導線“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，在既定的應變水平下，傳遞到PCB焊盤界面的應力更大。

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

（3）高Tg板材(Tg＞150℃)的脆性更大。

這三個“更大”，導致基材開裂現(xiàn)象增加。

某手機板發(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樹脂比標準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，因為無鉛焊點本身更剛性以及組裝溫度更高的原因，使得BGA焊點機械沖擊測試主要的失效模式由有鉛焊點的焊料開裂變?yōu)闊o鉛焊點的BGA焊盤下PCB次表層樹脂的開裂，有鉛焊點與無鉛焊點的耐應變情況如圖9-22所示。

高Tg與標準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、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。

PCB線路板鍍金與沉金的區(qū)別是什么?

在PCBA貼片加工中，PCB線路板制作是很十分重要的一個環(huán)節(jié)，對于PCB線路板的工藝要求也很多，例如客戶常要求做鍍金和沉金工藝，這兩種都是PBC板常用到的工藝，聽名字感覺都是差不多，但其實有很大的差別，很多客戶通常會分不清這兩種工藝的區(qū)別，下面靖邦科技就為大家整理介紹PCB線路板鍍金與沉金的區(qū)別是什么?

鍍金和沉金的簡介：

鍍金：主要是通過電鍍的方式，將金粒子附著到pcb板上，因為鍍金附著力強，又稱為硬金，內(nèi)存條的金手指為硬金，硬度高，耐磨。

沉金：是通過化學氧化還原反應的方法生成一層鍍層，金粒子結(jié)晶，附著到pcb的焊盤上，因為附著力弱，又稱為軟金。

鍍金和沉金的區(qū)別：

1、鍍金工藝是在做阻焊之前做，有可能會出現(xiàn)綠油清洗不干凈，不容易上錫;而沉金工藝是在做阻焊之后做，貼片容易上錫。

2、在做鍍金工藝之前通常需要先鍍一層鎳，然后再鍍一層金，金屬層為銅鎳金，因為鎳有磁性，對屏蔽電磁有作用。而沉金工藝則直接在銅皮上面沉金，金屬層為銅金，沒有鎳，無磁性屏蔽。

3、鍍金與沉金工藝不同，所形成的晶體結(jié)構(gòu)也不一樣，沉金較鍍金來說更容易焊接，不會造成焊接不良。且沉金較鍍金來說晶體結(jié)構(gòu)更致密，不易產(chǎn)成氧化。

4、鍍金后的線路板的平整度沒有沉金好，對于要求較高的板子，平整度要好，一般就采用沉金，沉金一般不會出現(xiàn)組裝后的黑墊現(xiàn)象。

關于PCB線路板鍍金與沉金的區(qū)別是什么，今天就介紹到這里。PCB線路板的鍍金與沉金工藝，在應用中各有優(yōu)勢，客戶可根據(jù)需要進行選擇。

常見的PCB線路板表面工藝有哪幾種?

PCB線路板的表面處理工藝有很多種，常見的有熱風整平、有機涂覆(OSP)、化學鍍鎳/浸金，沉銀，沉錫等。下面靖邦科技的技術員為大家一一介紹，方便大家清晰的了解這些表面處理工藝的差別。

1、熱風整平

熱風整平也就是我們常說的噴錫，是早期PCB板常用的處理工藝，是在PCB表明涂覆熔融錫鉛焊料并用加熱壓縮空氣整平(吹平)的工藝，使其形成一層即抗銅氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆層。熱風整平時焊料和銅在結(jié)合處形成銅錫金屬化合物，其厚度大約有1～2mil。

2、OSP有機涂覆

OSP工藝不同于其它表面處理工藝，它是在銅和空氣間充當阻隔層; 簡單地說，OSP就是在潔凈的裸銅表面上，以化學的方法長出一層有機皮膜。這層膜具有防氧化，耐熱沖擊，耐濕性，主要是用以保護銅表面于常態(tài)環(huán)境中不再繼續(xù)生銹;同時又必須在后續(xù)的焊接高溫中，能很容易被助焊劑所迅速清除，以便焊接。OSP工藝簡單，成本低廉，在線路板制作中廣泛使用。

3、化學鍍鎳/浸金

化學鍍鎳/浸金不像OSP工藝那樣簡單，需要在銅面上包裹一層厚厚的，不像OSP那樣僅作為防銹阻隔層，電性能良好的鎳金合金可以長期保護PCB，并實現(xiàn)良好的電性能。另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對環(huán)境的忍耐性，有效防止PCB板損壞。

4、沉銀

沉銀工藝較簡單、快速，是介于OSP和化學鍍鎳/浸金之間。沉銀不需要給PCB板敷上一層厚厚的盔甲，也可以在熱、濕和污染的環(huán)境中，給PCB板提供很好的電性能和保持良好的可焊性，缺點就是會失去光澤。另外沉銀還有良好的存儲性，通常放置幾年組裝也不會有大問題。

5、沉錫

因為目前所有焊料是以錫為基礎的，所以錫層能與任何類型的焊料相匹配，這也使得沉錫工藝具有很好的發(fā)展前景。以前沉錫工藝不完善時，PCB板沉錫后容易出現(xiàn)錫須，在焊接過程中錫須和錫遷移會帶來可靠性問題。如今在沉錫溶液中加入了有機添加劑，使錫層結(jié)構(gòu)呈顆粒狀結(jié)構(gòu)，克服了錫須的問題，而且還具有好的熱穩(wěn)定性和可焊性，增強了可應用性。

關于常見的PCB線路板表面工藝有哪幾種，今天就介紹到這里了。PCB線路板表面工藝還有其他類型，如電鍍鎳金、鎳鈀金等，在制作難度，及成本上都與上面介紹的幾種工藝更高，因而沒能廣泛應用。