PCB問(wèn)題 電路板的防焊層印刷偏移會(huì )造成BGA短路嗎?
公司最近在做一個(gè)新的項目,RD對板子Layout的要求是越來(lái)嚴苛,因為板子越做越小,連帶的對防焊尺寸的要求也相對的縮小,可是廠(chǎng)商的制程能力又跟不上來(lái),有能力的說(shuō)要加價(jià),一聽(tīng)到要加錢(qián),所有人都開(kāi)始縮手,繼續沿用現有PCBA板廠(chǎng)的制程,其結果就是防焊層印刷偏移超出了焊墊/焊盤(pán)。
防焊層印刷偏移會(huì )造成什么問(wèn)題呢?
如果是BGA的焊墊/焊盤(pán)偏移,就會(huì )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(huì )造成短路呢? 原來(lái)鋼板(stencil)上的開(kāi)口是固定的,也就是鋼板上同一個(gè)開(kāi)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(shí)際的焊墊大小來(lái)給予適當的開(kāi)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(lái)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(huì )變成錫膏過(guò)多造成溢流(overflow)的現象, 嚴重時(shí)就會(huì )溢流到鄰近的焊墊,形成焊錫短路。
可是焊墊(焊盤(pán))怎么會(huì )變小呢?
這就好像戴頭套只露出兩個(gè)眼睛的道理是類(lèi)似的,如果頭套沒(méi)有套到正確位置,稍微給它偏了一點(diǎn)點(diǎn),眼睛就會(huì )被頭套給蓋到,遮住了半顆眼睛。 眼睛可以想象成焊墊,而防焊層就是頭套了。 或許有人文章看到現在還搞不太清楚,所以在啰唆一下,這防焊層(Solder Mask)就是綠漆啦! 明白沒(méi)! 再不明白,那就把板子拿出來(lái)看看那一大片的綠色就是啦! 這些綠漆會(huì )覆蓋住電路板上不需要露出來(lái)的銅箔及線(xiàn)路,以避免不必要的接觸短路或氧化。 (注:有些板子的防焊會(huì )印成黑色、紅色,但大部分都是綠色)
因為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(chǎng)防焊層的制程能力為+/-2mils(+/-0.05mm),于是實(shí)際印刷偏差的防焊層就覆蓋到原來(lái)該露出來(lái)焊墊,讓原本該露出來(lái)焊墊變小,于是問(wèn)題產(chǎn)生了以上的問(wèn)題。 另外一個(gè)原因是我們?yōu)榱朔乐笻IP發(fā)生,所以將BGA外圈的錫膏量印得比較多,所以發(fā)生短路的焊墊幾乎都集中在BGA的外圈錫球。 (相關(guān)閱讀:如何解決BGA錫球的HIP(Head-In-Pillow)虛焊問(wèn)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。
下圖顯示BGA因為焊墊變小,造成錫膏過(guò)多而最終形成焊接短路的結果。
接下來(lái)的解決辦法:
1. 要求電路板廠(chǎng)局部修改有問(wèn)題焊墊的防焊層開(kāi)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(kāi)鋼板(stencil)把容易發(fā)生短路的BGA外圈焊墊開(kāi)口縮小,以便降低錫膏印刷量。