這種BGA的過孔開窗設(shè)計(jì)你做過嗎?

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作者：一博科技高速先生成員 王輝東
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【關(guān)鍵詞 keyword】
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PCBA  PCB 加工 連錫 虛焊 短路 過孔 封裝

【內(nèi)容摘要 description】
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PCB的過孔開窗，用對(duì)了是故事，用錯(cuò)了就是事故，當(dāng)短路虛焊來(lái)敲門，你還一臉暈乎的，不知道自已就是那個(gè)惹禍的人兒，不信你看…….

【正文】
$ y/ x9 S9 ], f0 {* F' i早晨來(lái)上班的林如煙美得就像那五月的大太陽(yáng)，晃眼。
坐在她身后的趙理工，看得是眼花繚亂，不能安心畫板。
( u- u" T/ j9 ?大師兄早已老僧入定，開始了一天的工作。
0 Q# \, D# _* b3 n3 @" f! {' m- Z突然一陣香風(fēng)襲來(lái)，一個(gè)窈窕的身影來(lái)到他的跟前。
, U- {0 A# l2 F2 f6 H0 C林如煙說(shuō)：“大師兄，有個(gè)問題請(qǐng)教下，我這個(gè)板子有個(gè)BGA，客戶要求在BGA下面用過孔當(dāng)測(cè)試點(diǎn)，你幫我看看，這個(gè)過孔的開窗要怎么設(shè)計(jì)合適�！�

大師兄看到如煙的設(shè)計(jì)的測(cè)試點(diǎn)，Bottom面開窗沒有問題，但是打開Top層阻焊一看，搖搖頭，一聲長(zhǎng)嘆。

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BGA背面的過孔開了窗做測(cè)試點(diǎn)，但是TOP層也開了窗，焊接是有異常的。過孔有一個(gè)芯吸效應(yīng)，如果BGA內(nèi)部的過孔雙面開窗，BGA在焊接過程中，焊料熔化，導(dǎo)致焊料通過與焊盤相鄰的過孔流失，造成焊球上錫缺失，出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象，如果錫流到BGA的下面，和其它器件的焊點(diǎn)連接，那就出現(xiàn)了短路。所以說(shuō)BGA下面的測(cè)試點(diǎn)是要開窗的，BGA面是塞孔，不能加開窗。

IPC專門為BGA的生產(chǎn)做了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，《IPC-7095 BGA的設(shè)計(jì)及組裝工藝的實(shí)施》里面關(guān)于過孔開窗的隱患，有一個(gè)詳細(xì)的說(shuō)明，直接上圖吧。

如上圖所示，如果BGA內(nèi)的過孔開了窗，成品后就是下面的樣子，錫有可能就被吸走了，將來(lái)短路虛焊一連串的不良等著你，我們不是來(lái)做可制造性設(shè)計(jì)，是制造問題，你說(shuō)焊接廠要怎么焊接才能保證BGA的品質(zhì)呢，我感覺是九死一生。
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這種現(xiàn)象通常發(fā)生在焊墊有導(dǎo)通孔(via)的時(shí)候，因?yàn)殄a球流經(jīng)回流焊(Reflow)時(shí)部分的錫會(huì)因?yàn)槊��?xì)現(xiàn)象(wicking)流進(jìn)導(dǎo)通孔而造成錫量不足。

X-RAY的檢查后，連錫短路了。

所以過孔開窗很重要，當(dāng)年就因?yàn)榭蛻舻囊粋�(gè)這樣設(shè)計(jì)，差點(diǎn)出現(xiàn)了嚴(yán)重的后果，幸虧一個(gè)姑娘及時(shí)出現(xiàn)挽救這個(gè)板子。
“啥姑娘，這有故事，大師兄說(shuō)來(lái)聽聽.”趙理工，不知道什么時(shí)候也來(lái)到他們的身后，很八卦的問道。
& a4 {7 B+ Y! |3 {( e“是呀，是呀，大師兄，講講姑娘怎么救了客戶�！比鐭煹芍�一雙美目，也隨聲附和著。
6 {) ^; y# b3 u7 F大師兄雙眼眺望著窗外，思緒飛到了遙遠(yuǎn)的從前。
; h- ^1 H* [% y8 x. b4 ?那是端午節(jié)放假前的幾天，PCBA工廠接到了一個(gè)焊接的加急項(xiàng)目，客戶在外地出差，兩天后要回來(lái)拿PCBA板去參展 ，板子是客戶從別的PCB加工后發(fā)過來(lái)的。
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當(dāng)我們的IQC在檢查板子的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)BGA有兩個(gè)焊盤上蓋了油，等于兩個(gè)BGA焊盤沒了。

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生產(chǎn)異常，趕緊聯(lián)系客戶，客戶馬上找了PCB工廠。
原來(lái)是客戶設(shè)計(jì)用的EAD軟件，沒有特殊設(shè)置過孔開窗這一項(xiàng)，導(dǎo)致工廠在原文件轉(zhuǎn)換gerber后，輸出的文件里面過孔是開窗的，這一點(diǎn)在PCB原文件里面是檢查不出來(lái)的。

原文件里面沒有過孔開窗，但是轉(zhuǎn)出來(lái)的GERBER是開窗的。

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板子投到工廠的時(shí)候，CAM工程師還是很經(jīng)驗(yàn)的，馬上發(fā)了工程確認(rèn)，描述如下：

板內(nèi)過孔雙面開窗，特別是BGA區(qū)域，為了防止焊接時(shí)，有連錫短路或者虛焊的發(fā)生，建議刪除全板過孔開窗做阻焊塞孔，請(qǐng)確認(rèn)是否OK。
7 m3 X0 v( [2 x6 e+ f5 t/ i當(dāng)時(shí)客戶感覺工廠建議很合理，就愉快的回復(fù)了個(gè)OK。
" Y4 \% c- H: e1 ^6 }% i7 @結(jié)果板子做出來(lái)以后，有兩個(gè)BGA的焊盤上蓋了油，焊接出了異常。
后來(lái)問題的原因找到了，很簡(jiǎn)單，因?yàn)榘鍍?nèi)BGA的開窗和過孔的開窗尺寸一樣大。
工廠工程師在刪除過孔開窗時(shí)，不小心多選了兩個(gè)BGA的開窗，所以BGA的兩個(gè)焊盤上就蓋上了阻焊油墨。

( X) Z& M  v6 J當(dāng)時(shí)我和客戶經(jīng)常溝通技術(shù)問題，關(guān)系特別鐵，所以他就打電話讓我?guī)兔�解決下。我趕緊去了PCBA工廠，當(dāng)時(shí)工廠王廠也很給力，找了一個(gè)漂亮的女孩子來(lái)幫忙解決這個(gè)問題。
' E7 {& }: s) X7 S; t2 g. g“怎么解決的“林如煙和趙理工同時(shí)問道。
! |1 t. M+ O! I: I8 P. I3 e“姑娘用她靈巧的雙手，拿著刮刀一片一片的把這兩個(gè)焊盤給完整的刮出來(lái)，整整刮了一天，眼紅了，手腫了，我特別心疼這姑娘。板子當(dāng)晚就上了線，客戶也順利參了展，中了標(biāo)，皆大歡喜。”
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過孔設(shè)計(jì)兩種方式，一種是開窗，一種是塞孔，下面的兩種設(shè)置你能區(qū)分清楚嗎。

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人生就像一杯咖啡有點(diǎn)苦,只是姑娘的出現(xiàn)有了那么一點(diǎn)甜，彌補(bǔ)了客戶設(shè)計(jì)上的缺陷。

后來(lái)我就特別感謝這姑娘，我就約她晚上吃飯，姑娘羞答答的和我一起去了。
8 A+ r+ x  `0 S7 q! W0 i% Y我不知道當(dāng)時(shí)我心中的感覺是什么樣，我只知道姑娘說(shuō)她晚上9點(diǎn)來(lái)赴宴，我8點(diǎn)已經(jīng)開始開心了。
后來(lái)的后來(lái)，這姑娘成了我的新娘，給我生了三個(gè)兒子，還控制著我的經(jīng)濟(jì)大權(quán)。這些年我是除了不會(huì)生小孩，我啥家務(wù)都會(huì)干，并且她還時(shí)不時(shí)的吆喝我，動(dòng)作麻利點(diǎn)趕緊把碗洗了，小心老娘刮了你。
1 ?7 ^- F4 G. k; k6 F林如煙和趙理工聽完大師兄的話，都驚恐的瞪大了眼。

這正是：
& V  L  {* P1 O: V1 D5 C過孔設(shè)計(jì)很關(guān)鍵，
開窗塞孔莫搞亂，
連錫短路找上門，
封裝用錯(cuò)要虛焊。

TerryKe

厲害�。�！