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解读BGA 与表面焊点之间的矛盾性

2026-02-02

  当表面焊点(在硅芯片焊点中)的几何关系与那些BGA 焊点相比时,下面一点就显得非常明显:那些 BGA焊点的表面积/体积比在焊接后变得明显降低,而硅芯片焊点几乎仍然保持不变(见图 2.87)。

  因此,延迟性润湿并不会改善表面焊点的流动性表面从而促进排气。由此可以推测,在更快更好的润湿条件下,气体可以更好地从表面焊点下方形成的空隙处逸出。考虑到气泡在溶化焊料中上升的速度,这个推测显得较为合理。

  

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  图2.87:硅芯片和BGA的表面积/体积比之间的对比


  可以通过下列公式计算气泡上升的速度:

  

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  如果将 Pape 等人确定的熔融焊料的黏度值代入该公式,我们可以获得图 2.88 所示的图表。

  当气泡快速上升到相邻于表面焊点的边界表面时(参见硅芯片的例子),如果熔融焊料没有排出气泡,那么气泡将在此处凝结。某物理定律做出如下说明:当一个物体已经占据某个位置,其它物体则无法占据该位置。我们将该定律应用于边界表面的润湿,这就意味着如果边界表面润湿,那么气泡即被排出。因此,具有良好润湿性的焊膏对表面焊点有着正面影响。

  

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  图2.88: 气泡在熔融焊料中上升的速度

   

  回流焊接后,我们有时会发现位于角落的球焊点的空洞数量少于内部行列的焊点(见图2.89)。

  

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  图 2.89:扭曲的 BGAIX射线1、向上凸出的角落和位于角落的无空洞的球焊点微信图片_2026-02-02_140817_404

  图2.90a:坍塌110um 后的 BGA 球体(左)

  图2.90b:弯曲180um后的BGA 球体(右)


  我们推测该现象的出现原因是 BGA基底的弯曲和扭曲,而这一原因经常导致球焊点延伸(如图 2.90a 和b所示)。当球焊点延伸时,表面积/体积比例会发生改变,随着表面积的增大,排出气泡的表面积也会增大,因而焊点中的空洞就会减少(见图2.91)。

  

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  图2.91:焊接后,扭曲/弯曲的和不扭曲/不弯曲的BGA球体(焊料体积为常量)


  【本文转自公众号锐德电子设备,转载仅供学习交流。】


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