Поверхностный, выводной монтаж и монтаж BGA

Пример дефекта	Описание дефекта	Возможные причины	Методы предотвращения
	Эффект «Поп-корна» Метод контроля - рентген В центре микросхемы паяные соединения отсутствуют (малый размер шариков свидетельствует об отсутствии механического контакта), вокруг центральной части большое количество перемычек припоя.	Поглощение корпусом компонента влаги. В процессе пайки интенсивное испарение влаги может приводить к: Выдавливанию припоя из центра и формированию избыточного количества припоя на паяных соединениях во круг центральной части или образованию перемычек; Повреждение корпуса компонента (расслоения, трещины).	Обеспечить хранение BGA компонентов в соответствующей упаковке, предотвращающей поглощение влаги (dry pack), или в шкафах сухого хранения. Обеспечить предварительную сушку компонентов перед сборкой (125°С х 24 часа), однако подобная процедура может оказать негативное влияние на паяемость выводов компонентов
	Неполное оплавление паяльной пасты в процессе пайки Метод контроля - визуальный Паяльная паста оплавлена не полностью. Поверхность паяного соединения шероховатая повторяет форму частиц паяльной пасты. Неправильный выбор температурного профиля.	Недостаточное время и/или температура предварительного нагрева. Недостаточное время и/или температура пайки.	Измерить температурный профиль и откорректировать режимы предварительного нагрева и/или пайки.
	Трещины и разрывы в паяном соединении Метод контроля – визуальный, рентген.	Плохая паяемость шариковых выводов, дефект сопровождается неправильной формой галтели припоя (см. рис.). Низкая температура и/или время пайки.	Использовать паяльную пасту с более активным флюсом. Повысить температуру и/или время пайки.
	Трещины и разрывы между шариком и подложкой микросхемы Метод контроля – визуальный, рентген.	Высокие механические нагрузки, возникающие из-за разных коэффициентов теплового расширения, как правило, наблюдаются у керамических CBGA.	Снизить скорость охлаждения после пайки.
	Отсутствие смачивания контактных площадок Метод контроля – визуальный, рентген. Полное отсутствие или слабый электрический и механический контакт паяного соединения.	Плохая паяемость контактных площадок. Загрязнение контактных площадок в процессе хранения и сборки ПУ. «Черные контактные площадки» — окисленное покрытие Ni/Au.	Обеспечить хранение печатных плат в вакуумной упаковке. Заменить поставщика печатных плат.
	Затекание паяльной маски на контактную площадку Метод контроля – визуальный, рентген. Дефект может стать причиной возникновения трещин в паяном соединении.	Ошибки при разработке или изготовлении печатных плат.	Проконтролировать правильность конструкции контактных площадок. Ввести операцию контроля качества нанесения паяльной маски на входном контроле печатных плат. Заменить поставщика печатных плат.
	Окисленные паяные соединения Метод контроля – визуальный Дефект носит косметический характер.	Несколько циклов нагрева при пайке двухсторонних печатных плат. Высокая температура и время пайки.	Осуществлять пайку компонентов BGA после сборки первой стороны. Уменьшить температуру и/или время пайки.
Пример уменьшения высоты шарикового вывода компонента BGA при пайке с 500 до 300 мкм	Коллапс шариковых выводов Метод контроля – визуальный. В процессе пайки низкотемпературные (Sn/Pb) шариковые выводы BGA “расползаются”. Типичное уменьшение высоты шариковых выводов составляет 10%, уменьшение на 25% является предельно допустимым.	Длительное время пайки приводит к расплавлению и “расползанию” шариковых выводов.	Откорректировать температурный профиль (уменьшить время пайки). Ограничить растекание припоя паяльной маской.
	Перегрев шариковых выводов Метод контроля – визуальный. Поверхность паяных соединений и шариковых выводов бугристая, неровная, матовая.	Высокая температура в процессе пайки. Повторное расплавление припоя (двухсторонний монтаж, ремонт).	Откорректировать температурный профиль (уменьшить температуру пайки). При двухстороннем монтаже обеспечить пайку BGA во втором цикле.
	«Холодная пайка» Метод контроля – визуальный, рентген. Низкая электрическая и механическая прочность паяного соединения, увеличение сопротивления контактов.	Низкая температура пайки при пайке с применением флюс-геля (флюс-крема, флюс-пасты).	Увеличить температуру пайки.
Деформация паяного соединения Деструкция паяного соединения	Деформация или деструкция паяных соединений. Метод контроля – визуальный. Приводит к снижению механической прочности паяных соединений.	Перемещение компонентов в процессе охлаждения (до затвердевания припоя) — может происходить в результате вибрации конвейера печи. Деформация печатных плат при охлаждении (высокая скорость охлаждения, низкое качество базовых материалов). Ошибки при разработке печатных плат — неправильная конструкция/размещение контактных площадок.	Предотвратить вибрацию конвейера печи. Снизить скорость охлаждения, использовать качественные материалы для печатных плат (при внедрении бессвинцовой технологии температура стеклования диэлектрика должна составлять не менее 150°С) .
	Затекание припоя в переходные отверстия Метод контроля – рентген. Скелетная пайка, низкие механические характеристики паяного соединения, частично перекрытое припоем переходное отверстие становится ловушкой для загрязнений, создавая большие проблемы в процессе отмывки.	Ошибки разработчика: открытые металлизированные отверстия рядом с контактной площадкой, узкая перемычка паяльной маски (см. рис.) может не обеспечивать защиту от проникновения припоя в процессе пайки в переходное отверстие.	Обеспечить перекрытие сквозных и межслойных металлизированных отверстий паяльной маской. Пример перекрытия отверстий паяльной маской