PCB问题 电路板的防焊层印刷偏移会造成BGA短路吗?

2020-05-19 12:01:49 759

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公司最近在做一个新的项目,RD对板子Layout的要求是越来严苛,因为板子越做越小,连带的对防焊尺寸的要求也相对的缩小,可是厂商的制程能力又跟不上来,有能力的说要加价,一听到要加钱,所有人都开始缩手,继续沿用现有厂的制程,其结果就是防焊层印刷偏移超出了焊垫/焊盘。


防焊层印刷偏移会造成什么问题呢?

大发快盈500 如果是BGA的焊垫/焊盘偏移,就会造成BGA锡球的焊垫变小,最后造成焊锡短路(solder short),怎么焊垫变小反而会造成短路呢? 原来钢板(stencil)上的开口是固定的,也就是钢板上同一个开口的锡膏量理论上是固定的,如果每片电路板BGA的焊垫大小都一致,钢板可以根据实际的焊垫大小来给予适当的开口大小与锡膏量,但如果不同批电路板,有的焊垫维持在原来的尺寸,可是有的板子焊垫却缩小了,可是锡膏量还是维持一样,就会变成锡膏过多造成溢流(overflow)的现象, 严重时就会溢流到邻近的焊垫,形成焊锡短路。


大发快盈500 可是焊垫(焊盘)怎么会变小呢?

这就好像戴头套只露出两个眼睛的道理是类似的,如果头套没有套到正确位置,稍微给它偏了一点点,眼睛就会被头套给盖到,遮住了半颗眼睛。 眼睛可以想象成焊垫,而防焊层就是头套了。 或许有人文章看到现在还搞不太清楚,所以在啰唆一下,这防焊层(Solder Mask)就是绿漆啦! 明白没! 再不明白,那就把板子拿出来看看那一大片的绿色就是啦! 这些绿漆会覆盖住电路板上不需要露出来的铜箔及线路,以避免不必要的接触短路或氧化。 (注:有些板子的防焊会印成黑色、红色,但大部分都是绿色)

因为公司的新电路板设计把防焊层的公差抓在+/-1mil(+/-0.0254mm),可是板厂防焊层的制程能力为+/-2mils(+/-0.05mm),于是实际印刷偏差的防焊层就覆盖到原来该露出来焊垫,让原本该露出来焊垫变小,于是问题产生了以上的问题。 另外一个原因是我们为了防止HIP发生,所以将BGA外圈的锡膏量印得比较多,所以发生短路的焊垫几乎都集中在BGA的外圈锡球。 (相关阅读:如何解决BGA锡球的HIP(Head-In-Pillow)虚焊问题)


下图显示电路板BGA下面的防焊层印刷偏移,造成焊垫大小不一致。

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下图显示其他零件的防焊层印刷偏移,造成焊垫大小不一的现象。

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下图显示BGA因为焊垫变小,造成锡膏过多而最终形成焊接短路的结果。

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大发快盈500 接下来的解决办法:

1. 要求局部修改有问题焊垫的防焊层开孔位置及尺寸,原则上要求BGA下面的所有焊垫大小要趋向一致。

2. 重开钢板(stencil)把容易发生短路的BGA外圈焊垫开口缩小,以便降低锡膏印刷量。

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