有铅BGA芯片可以用无铅工艺回流焊接吗?

电器工程 焊接 回流焊 bga 无铅
2022-01-21 12:37:55

我们有一个带有两个 BGA 芯片的电路板。由于目前许多零件短缺,其中一个芯片几乎是不可能找到的;除了我们找到了一家供应商库存充足的非 RoHS / 含铅版本的芯片(这是已停产的产品,但该供应商恰好有大量库存)。

问题是:其他 BGA 芯片只提供无铅球。

我知道对无铅BGA芯片使用有铅工艺是不可接受的,因为BGA的焊球不会熔化,接头会不可靠。

我的问题: 可以用无铅(因此,更高的温度)工艺焊接有铅的 BGA 芯片吗?

对于上下文:

  • 这是一个研究项目;这些板将部署在室内环境中(很可能是有空调的地方等)
  • 我们不需要担心长期可靠性(这些板将运行不到一年)。
  • 此外,这些板不是安全关键或任务关键系统的一部分;当然,为了研究数据的质量,我们希望它们可靠地工作;如果一小部分电路板失败,它仍然是可以接受的。
4个回答

我会和你的装配工谈谈,看看你是否可以使用两种不同的温度过程。

先做无铅曲线(达到更高的温度),然后在这些部件完成后用有铅温度曲线焊接有铅部件。这满足了两者的要求。(您无需担心模板印刷,因为 BGA 有焊球)

另一种选择是将无铅 BGA 与 IR 返修站(也支持温度曲线)一起安装,这更困难但可能。

归根结底,这将取决于谁在进行返工、他们的能力以及他们对 BGA 部件的经验。

对此要非常小心...

无铅 BGA 往往是 Sn-Ag-Cu,并且铜含量会与 SnPb 焊料中的铅发生反应,从而导致非常脆的接头。

http://thor.inemi.org/webdownload/newsroom/Presentations/APEX08/Papers/SAC_BGAs_in_SnPb.pdf

- 编辑 -

只是为了对此进行一些澄清,这是有风险的,并且确实会导致裂缝,但正如 OP 所说,这是很短的一段时间。在 2019 年初,我遇到了类似的情况,只要你告诉装配厂有一个混合技术流程,并且他们的回流处于适当的水平,那么它就可以工作。

唯一的额外评论是我有铅和无铅 BGA(由于采购)和一张测试卡,然后通过了 RoHS 类型的流程。回流后进行检查,有迹象表明铅球开始塌陷,因为显然温度和持续时间更长,因此锡铅更具流动性

有可能让 BGA 重新排列。当我的上一位雇主切换到 RoHS 时,我们的晶圆厂有一批 BGA,其中的球与工艺不兼容(不记得是哪一种方式)。

我们把它们送到了一家有激光滚珠机的公司。

如果可靠性很重要,则需要准备组件

双焊料元件制备可 去除铅污染

如果未完成组件准备,则接头将过早失效,因为这会导致脆化。存在冶金不相容性。

如果完成了组件准备,问题就会得到缓解,并且组件可以符合第 2 类和可接受的第 3 类流程测试。

这个过程可以称为双镀锡,或者,对于 BGA 零件,它不太常见,但可以称为双重焊球尽管您可能会按照评论中的建议考虑一些变体或混合方法。

  1. 回球以稀释领先优势。
  2. 安装用reball

这是一个原型过程,有一个可以接受的目标浓度水平。只要您的过程合理地期望达到这种浓度,这才是最重要的。

清洁铅和清洁金的过程以及适用的标准大体相同,并且您的合同制造商/组装商可能已经熟悉,因此请与他们核实。

注意:寿命缩短取决于几个因素,如果产品可以承受更高的故障率或进行了适当的测试。您可以选择追求更基本的缓解,例如基本的回球,或者完全不缓解。