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電路板的防焊層印刷偏移會造成BGA短路嗎?

發布時間 :2016-07-12 10:16 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
電路板的防焊層印刷偏移會造成BGA短路嗎?
公司最近在做一個新的專案,RD對板子Layout的要求是越來嚴苛,因為板子越做越小,連帶的對防焊(Solder Mask)尺寸的要求也相對的縮小,可是廠商的制程能力又跟不上來,有能力的說要加價(cost up),一聽到要加錢,所有人都開始縮手,繼續沿用現有PCB板廠的制程,其結果就是防焊層印刷偏移超出了焊墊/焊盤。
防焊層印刷偏移會造成什么問題呢?
如果是BGA的焊墊/焊盤偏移,就會造成BGA錫球的焊墊變小,最后造成焊錫短路(solder short),怎么焊墊變小反而會造成短路呢?原來鋼板(stencil)上的開口是固定的,也就是鋼板上同一個開口的錫膏量理論上是固定的,如果每片電路板BGA的焊墊大小都一致,鋼板可以根據實際的焊墊大小來給予適當的開口大小與錫膏量,但如果不同批電路板,有的焊墊維持在原來的尺寸,可是有的板子焊墊卻縮小了,可是錫膏量還是維持一樣,就會變成錫膏過多造成溢流(overflow)的現象,嚴重時就會溢流到鄰近的焊墊,形成焊錫短路。
可是焊墊(焊盤)怎么會變小呢?
這就好像戴頭套只露出兩個眼睛的道理是類似的,如果頭套沒有套到正確位置,稍微給它偏了一點點,眼睛就會被頭套給蓋到,遮住了半顆眼睛。眼睛可以想像成「焊墊」,而防焊層就是「頭套」了?;蛟S有人文章看到現在還搞不太清楚,所以在蘿唆一下,這防焊層(Solder Mask)就是綠漆啦!明白沒!再不明白,那就把板子拿出來看看那一大片的綠色就是啦!這些綠漆會覆蓋住電路板上不需要露出來的銅箔及線路,以避免不必要的接觸短路或氧化。(注:有些板子的防焊會印成黑色、紅色,但大部分都是綠色)
因為深圳宏力捷公司的新電路板設計把防焊層的公差抓在+/-1mil(+/-0.0254mm),可是板廠防焊層的制程能力為+/-2mils(+/-0.05mm),于是實際印刷偏差的防焊層就覆蓋到原來該露出來焊墊,讓原本該露出來焊墊變小,于是問題產生了以上的問題。另外一個原因是我們為了防止HIP發生,所以將BGA外圈的錫膏量印得比較多,所以發生短路的焊墊幾乎都集中在BGA的外圈錫球。(相關閱讀:如何解決BGA錫球的HIP(Head-In-Pillow)虛焊問題
 
下圖顯示電路板BGA下面的防焊層印刷偏移,造成焊墊大小不一致。 下圖顯示其他零件的防焊層印刷偏移,造成焊墊大小不一的現象。
電路板BGA下面的防焊層印刷偏移,造成焊墊大小不一致。 其他零件的防焊層印刷偏移,造成焊墊大小不一的現象。
下圖顯示BGA因為焊墊變小,造成錫膏過多而最終形成焊接短路的結果。 
BGA因為焊墊變小,造成錫膏過多而最終形成焊接短路的結果。
接下來的解決辦法:
1. 要求板廠局部修改有問題焊墊的防焊層開孔位置及尺寸,原則上要求BGA下面的所有焊墊大小要趨向一致。
2. 重開鋼板(stencil)把容易發生短路的BGA外圈焊墊開口縮小,以便降低錫膏印刷量。


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