盤中孔的開裂問題,在工程里其實并不少見。我個人遇到的幾個典型情況,大多集中在 熱應(yīng)力、機械應(yīng)力和工藝控制 三個方面。
1. 熱應(yīng)力導(dǎo)致的裂紋
最常見的場景就是回流焊。BGA焊盤正中間就是盤中孔,如果孔內(nèi)填充的樹脂熱膨脹系數(shù)(CTE)和周圍銅、基材差別太大,升溫和降溫過程中就容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。輕則出現(xiàn)微裂,重則直接導(dǎo)致焊點開裂。尤其是多次返修的板子,熱循環(huán)疊加更容易出問題。
2. 填充不均帶來的隱患
有些時候盤中孔填充不徹底,看似已經(jīng)塞滿,但實際上存在氣泡或空洞。等到過回流焊時,里面的氣體膨脹,容易把焊點頂裂。這個問題在一些小孔徑(≤0.25 mm)的設(shè)計中比較典型。
3. 機械應(yīng)力的疊加
很多人容易忽視裝配環(huán)節(jié)的機械應(yīng)力。比如板子在分板、壓板時受力不均,BGA區(qū)域應(yīng)力就會集中在盤中孔上。如果焊盤環(huán)寬不足,銅箔和基材的結(jié)合力弱,就很容易出現(xiàn)環(huán)裂。
4. 設(shè)計與工藝的矛盾
有的設(shè)計為了節(jié)省空間,盤中孔尺寸選得過小,焊盤環(huán)寬不足;工廠又用的是常規(guī)塞孔工藝,結(jié)果可靠性無法保證。設(shè)計端覺得“圖紙沒錯”,工藝端覺得“按流程做了”,但實際用起來就會頻繁出現(xiàn)裂紋。
5. 我的幾點經(jīng)驗
材料匹配:盡量選熱膨脹系數(shù)接近的填充樹脂,減少熱循環(huán)中的內(nèi)應(yīng)力。
孔徑合理:避免極限設(shè)計,小孔徑過多會顯著增加裂紋風(fēng)險。
工藝把關(guān):塞孔和電鍍要做到飽滿,最好通過切片檢測,確認(rèn)內(nèi)部沒有空洞。
焊接管控:控制回流焊曲線,避免溫度驟變帶來的應(yīng)力沖擊。
總結(jié):盤中孔開裂并不是單一環(huán)節(jié)的鍋,而是設(shè)計、材料和工藝多方面因素疊加的結(jié)果。只要前期能考慮到熱應(yīng)力和填充質(zhì)量,后期加強裝配和焊接管控,大部分開裂問題是可以避免的。