金脆化是一種焊接缺陷,指的是焊點中含有過多的金屬間化合物(IMC),導致焊點的脆性增加,可靠性降低。金脆化主要出現(xiàn)在BGA焊點的兩個位置,即BGA本體與錫球間和焊錫膏與沉金板焊盤間。而BGA焊點金脆化可細分為兩類,一是由熱量不充足引起的金脆化,二是金含量過高引起的金脆化。松盛光電來詳細給大家介紹一下...

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BGA焊點金脆化的原因是什么?

金脆化是一種焊接缺陷,指的是焊點中含有過多的金屬間化合物(IMC),導致焊點的脆性增加,可靠性降低。金脆化主要出現(xiàn)在BGA焊點的兩個位置,即BGA本體與錫球間和焊錫膏與沉金板焊盤間。而BGA焊點金脆化可細分為兩類,一是由熱量不充足引起的金脆化,二是金含量過高引起的金脆化。松盛光電來詳細給大家介紹一下,及時了解金脆化的原因,能夠更好的防止這個焊接缺陷,來了解一下吧。

熱量不充足引起的金脆化:

PCBA焊接過程中熱量不足,PCB沉金層的金屬會進入液態(tài)焊錫內,形成AuSn4堆積在焊點的金屬間化合物(IMC)附近,導致焊點產生金脆化現(xiàn)象。這種金脆化問題可以通過調整PCBA的焊接工藝條件來改善,例如增加焊接溫度和延長焊接時間,確保焊點內的金屬能夠充分熔化和擴散。

PCB板鍍金圖示

金含量過高引起的金脆化:

另一類金脆化問題是由BGA焊點內金含量超過一定比例引起的。當焊點內金含量超過3%wt甚至5%wt以上時,金屬間化合物的形成速率增加,導致焊點金脆化。這種金脆化無法通過調整reflow焊接溫度曲線來解決,而是需要采取其他措施。為降低焊點內金含量,可以控制金層的厚度或增加焊錫量,使得焊點內的金含量維持在合適的范圍內。

就PCBA工藝來講,化學鎳金厚度有限,不至于導致焊點內金含量超標,更多時候是金層擴散不完全導致的金脆化。如果金層擴散不完整,即使化學鎳金厚度合適,仍有可能出現(xiàn)金脆化問題。因此,對于PCBA工藝,確保金層的擴散均勻和完整也至關重要。

總之,BGA焊點金脆化問題是一項需要認真對待的焊接缺陷,它對電子產品的可靠性和性能產生不可忽視的影響。我們必須認識到,金脆化主要涉及兩個方面:熱量不充足和金含量過高。解決這些問題需要采取綜合措施,包括優(yōu)化焊接工藝參數(shù)、控制金層厚度以及適當調整焊接溫度和時間。

在實際生產中,廠商應嚴格控制焊接工藝,確保焊接溫度和時間能夠使焊點內的金屬充分熔化和擴散,避免金脆化的產生。此外,對于BGA封裝設計,合理設置焊點的布局和結構,避免焊點受應力集中,也是減少金脆化的關鍵。

同時,科學合理地選擇PCBA材料和工藝,控制金層的擴散均勻和完整,將是解決金脆化問題的重要方向。對于焊點內金含量過高的情況,可以通過控制金層厚度和增加焊錫量等方式,維持金含量在合適范圍內,從而降低金脆化的風險。


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