Indium Corporation - Mailchimp

Voids in Solder Joints 焊點中的空洞 I

在上周SMTA Oregon Chapter會上,Intel公司的Raiyo Aspandiar給大家詳細講解了焊接點中的空洞Voids in Solder Joints  Raiyo的講課中,大概分了這幾大類,我也分幾次和大家分享:

 

 

 

1.不同類型的空洞

2.不同空洞對可靠性的影響(Reliability Impact)

3.空洞的審核標準

4.監測空洞的方法

 

 

 

第一种類型的空洞叫Macro Voids. 主要是由於焊接材料中駐焊劑的各種化學成分,或是電路板/元件中的水蒸氣,在回流過程中的蒸發引起的。在它們蒸發的時候,這些氣體就會被困在熔融的焊點中,最後行成了空洞。 一般直徑在2 mil以上的空洞,定義為Macro Voids.

 

 

 

第二种類型的空洞叫Planar Microvoids. 這種空洞常在焊點和PCB面之間出現,主要是由於PCB的表面凃層(surface finishes)不豐滿,留下小洞(cave), 所以在焊接回流后,就形成了空洞。 這種空洞常常在ImAg的表面凃層板子上發現,特別是有solder mask的表面凃層板子。

 

 

 

第三种類型的空洞叫Shrinkage Voids.  主要是無鉛SAC合金造成的小裂痕。

 

第四种類型的空洞叫Micro-Via Voids.  儅在micro-via的地方有焊接材料的時候,via通孔中沒有被填充的地方在回流后,很容易形成空洞。如果印刷錫膏時來回印兩次,或是用更小的粉末(Type 4 powder), 能減少這類空洞的出現。

 

 

 

第五种類型的空洞叫IMC Microvoids.  CuSnIMC層中,過長時間的老化,或是過多的熱循環,都有可能增加IMC層的空洞。 業界也還在討論最終的成因。

 

 

 

第六种類型的空洞叫Pinhole Microvoids.  這類空洞常出現在IMC層上,很有可能由於PCB銅板原來的製造缺陷造成的。

 

 

 

Cheers!

 


Picture: Raiyo’s SMTA Voids in BGA Presentation

 

 

 

PS:

1.  Raiyo説到不同類型的空洞對焊接可靠性的影響時,他總結到“It’s not about size! It’s LOCATION LOCATION LOCATION!  I know I sound like a real estate agent. 哈哈,真的,他的語調和潘石屹的“地段,地段,地段”如出一轍!

2.  Raiyo Aspandiar Intel公司資深工藝工程師,負責組裝工藝。 他曾在行業内發表25篇論文和擁有15項美國專利。Raiyo也是SMTA的技術委員會成員,和榮獲2009SMTA傑出技術獎!2005年,Raiyo在深圳IPC技術研討會上與大家分享過關于焊點中的空洞。 Raiyo的郵件是 raiyo.f.aspandiar@intel.com