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(shí)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?yàn)闊o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。

PCB焊盤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么?

在SMT貼片加工中，PCB焊盤的設(shè)計(jì)十分重要，焊盤設(shè)計(jì)的會直接影響著元器件的焊接性、穩(wěn)定性和熱能傳遞，關(guān)系著貼片加工質(zhì)量，因此在設(shè)計(jì)PCB焊盤時，就需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計(jì)。

      那么PCB焊盤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?下面靖邦技術(shù)員就為大家整理介紹。

一、PCB焊盤的形狀和尺寸設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：

1.調(diào)用PCB標(biāo)準(zhǔn)封裝庫。

2.有焊盤單邊小不小于0.25mm，整個焊盤直徑大不大于元件孔徑的3倍。

3.盡量保證兩個焊盤邊緣的間距大于0.4mm。

4.孔徑超過1.2mm或焊盤直徑超過3.0mm的焊盤應(yīng)設(shè)計(jì)為菱形或梅花形焊盤。

5.布線較密的情況下，推薦采用橢圓形與長圓形連接盤。單面板焊盤的直徑或小寬度為1.6mm;雙面板的弱電線路焊盤只需孔直徑加0.5mm即可，焊盤過大容易引起無必要的連焊。

二、PCB焊盤過孔大小標(biāo)準(zhǔn)：

焊盤的內(nèi)孔一般不小于0.6mm，因?yàn)樾∮?.6mm的孔開模沖孔時不易加工，通常情況下以金屬引腳直徑值加上0.2mm作為焊盤內(nèi)孔直徑，如電阻的金屬引腳直徑為0.5mm時，其焊盤內(nèi)孔直徑對應(yīng)為0.7mm，焊盤直徑取決于內(nèi)孔直徑。

三、PCB焊盤的可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1.對稱性，為保證熔融焊錫表面張力平衡，兩端焊盤必須對稱。

2.焊盤間距，焊盤的間距過大或過小都會引起焊接缺陷，因此要確保元件端頭或引腳與焊盤的間距適當(dāng)。

3.焊盤剩余尺寸，元件端頭或引腳與焊盤搭接后的剩余尺寸必須保證焊點(diǎn)能夠形成彎月面。

4.焊盤寬度，應(yīng)與元件端頭或引腳的寬度基本一致。

PCB電路板的電磁兼容設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、分別讓模擬和數(shù)字電路擁有自己的電源和地線通路，在可能的情況下，應(yīng)盡量加寬這兩部分電路的電源與地線，或者采用分開的電源層與接地層，以便減小電源與地線回路的阻抗，減小任何可能在電源與地線回路中的干擾電壓。

2、根據(jù)電路的復(fù)雜程度，合理選擇PCB的板層數(shù)理能有效降低電磁干擾，大幅度降低PCB體積和電流回路及分支走線的長度，大幅度降低信號間的交叉干擾。

3、由于瞬變電流在PCB電路板印制線條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導(dǎo)線的電感成分造成的，因此應(yīng)盡量減小印制導(dǎo)線的電感量，選擇合理的導(dǎo)線寬度。

4、采用正確的布線策略采用平等走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，具體做法是印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，然后在交叉孔處用金屬化孔相連。

5、在設(shè)計(jì)布線時，為了抑制PCB電路板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，應(yīng)盡量避免長距離的平等走線，盡可能拉開線與線之間的距離，信號線與地線及電源線盡可能不交叉。在一些對干擾十分敏感的信號線之間設(shè)置一根接地的印制線，可以有效地抑制串?dāng)_。

關(guān)于PCB電路板的兼容設(shè)計(jì)要點(diǎn)，靖邦科技就大家介紹到這里。PCB電路板的電磁兼容性設(shè)計(jì)需要考慮到電路板的布線，元件的布局、設(shè)計(jì)等多個方面，所涉及的要點(diǎn)很多，需要慮，合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少電磁干擾對電路板性能的影響。