LGA器件焊接失效分析及對(duì)策

LGA（Land Grid Array）是使用器件本體焊盤(pán)作為焊接端面的部件，隸屬于BTC器件，與QFN近似。最早為大家所熟知源于Intel CPU LGA775。LGA沒(méi)有引腳和錫球，容易受到器件和PCB變形影響，因本體遮蓋焊錫，導(dǎo)致焊點(diǎn)內(nèi)氣泡難以逃離焊點(diǎn)，使氣泡產(chǎn)生的可能性增大。

檢測(cè)LGA焊點(diǎn)品質(zhì)通常需要使用X射線、5D X-ray或3D X-ray，其中以3D X-ray（CT）檢測(cè)最為直觀有效。

LGA器件失效種類
對(duì)于LGA器件來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的失效問(wèn)題主要是短路和焊點(diǎn)氣泡。這些問(wèn)題與器件較重有關(guān)；焊點(diǎn)氣泡成因種類繁多，從器件特性導(dǎo)致空洞主要是BTC器件原因?qū)е隆?/p>

超重LGA器件的工藝難點(diǎn)及失效
部分LGA器件較重，甚至帶金屬殼體，在重力的作用下，熔化的焊錫受器件本體擠壓，導(dǎo)致焊錫承受表面張力過(guò)大，不利于氣泡從焊點(diǎn)中逸出，極端情況會(huì)導(dǎo)致短路。在SMT制程中設(shè)計(jì)合適的支撐可以緩解這個(gè)問(wèn)題，業(yè)界通常使用兩種方案：點(diǎn)膠和治具。

點(diǎn)膠是指SMT前使用自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)在PCB上施加適量膠水，膠水在reflow制程中先與焊錫熔化而硬化，以輔助支撐LGA器件本體；粘著力要大，可以起到補(bǔ)強(qiáng)焊點(diǎn)的功能，特別是LGA四角。
治具適合多品種小批量企業(yè)，通過(guò)在LGA貼裝前在PCB對(duì)應(yīng)的四個(gè)角放置治具，再進(jìn)行器件貼裝和回流焊接。

LGA焊點(diǎn)空洞影響及控制方案
為了控制LGA焊點(diǎn)空洞問(wèn)題，需要嚴(yán)格遵循IPC-7095規(guī)范。從焊錫原理上看，焊點(diǎn)內(nèi)氣泡逸出要求焊錫面積越小越好、焊錫越薄越有利于氣泡逃逸、液態(tài)焊錫表面張力越小越好。但從錫膏印刷形狀及氣泡逃逸來(lái)看，不對(duì)稱圖形焊錫熔化時(shí)對(duì)焊點(diǎn)內(nèi)氣泡施加力度不平衡，有利于氣泡逸出。

LGA焊盤(pán)設(shè)計(jì)要求
LGA焊接特性容易產(chǎn)生氣泡，同時(shí)BTC器件焊接特性明顯——PCB變形對(duì)焊接效果影響顯著。方形焊盤(pán)與圓形焊盤(pán)均可以使用，注意四周及角落焊盤(pán)設(shè)計(jì)需加大，如果條件允許，四角設(shè)置機(jī)械增強(qiáng)焊盤(pán)以強(qiáng)化焊接效果，防止四角焊點(diǎn)受機(jī)械應(yīng)力開(kāi)裂及PCB&部件彎曲扭曲導(dǎo)致的空焊。禁止盤(pán)中孔半塞工藝，避免盲孔效應(yīng)導(dǎo)致的巨型氣泡及塞孔不良導(dǎo)致的焊點(diǎn)氣泡。

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審核編輯 黃宇