EN
Pautan Pantas
Saya masih ingat papan pertama yang menunjukkan kepada saya untuk tidak menyukai penyelesaian permukaan. Seorang pelanggan bGA jarak halus susun atur— ASIC rangkaian jarak 0.5 mm dikelilingi cincin pasif 0402— kembali dari Penetapan SMT dengan 14% panel gagal mencapai sambungan. Semua kegagalan berlaku di tempat yang sama: jambatan solder di antara pad BGA yang sepatutnya berjarak 0.3 mm. Gambar X-ray kelihatan seperti seseorang benar-benar menuangkan solder ke seluruh kawasan BGA.
Insting awal pihak papan ialah menyalahkan stensil. Kemudian pasta solder. Setelah itu profil reflow. Kami memeriksa semua perkara tersebut. Semuanya hebat.
Kemudian seseorang akhirnya mengajukan soalan yang tiada siapa ajukan semasa tempahan: apakah lapisan permukaan ? Penyelesaiannya ialah HASL -- penyolderan udara panas yang sedang berlangsung. Murah, pantas, dan benar-benar salah untuk papan ini. Pelanggan telah menjimatkan $0.11 setiap papan pada lapisan akhir. Kos pembaikan semula dan pembuangan untuk kelompok pengeluaran ini melibatkan jumlah kurang daripada $19,000.
Untuk memahami mengapa HASL tidak berfungsi pada papan pitch halus, anda perlu memahami prosesnya. Papan kosong direndam ke dalam tangki solder cair—SAC305 tanpa plumbum di kebanyakan kilang moden hari ini—kemudian ditarik melalui satu set pisau udara panas yang meniup kelebihan solder dari permukaan. Matlamatnya ialah lapisan nipis dan sekata di atas setiap pad tembaga yang terdedah.
Itulah konsepnya. Fiziknya jauh kurang bekerjasama.
Ketebalan HASL berbeza secara melampau di seluruh satu papan. Bergantung kepada geometri pad, orientasi papan, dan cara tepat bilah udara mengenai, lapisan solder boleh berada antara 1 mikron hingga 40 mikron. Sesetengah pad berakhir hampir rata. Yang lain berakhir dengan kubah solder yang kelihatan. Ini bukan isu di kemudahan pembuatan terperinci—ini adalah ciri asas proses tersebut. Setiap papan HASL di seluruh dunia mempunyainya.
Pada papan kasar dengan pad 1 mm dan jarak luas, perbezaan ketinggian 20 mikron antara pad bersebelahan tidak bermakna. Topeng solder menjalankan tugasnya, komponen-komponennya besar, dan segalanya berfungsi.
Pada satu bGA jarak halus impak, nombor-nombor ini memberikan sebuah cerita yang berbeza. BGA dengan jarak picit 0.5 mm mempunyai pad berukuran kira-kira 0.25 mm. BGA dengan jarak picit 0.4 mm—yang amat biasa digunakan dalam produk pengguna dan industri—mempunyai pad berukuran hampir 0.2 mm. Sekarang lakukan pengiraan: kubah solder setebal 25–40 mikron di atas pad setebal 200 mikron menghasilkan variasi ketinggian pad sebanyak 12–20%. Di antara ratusan pad di bawah satu BGA tunggal, permukaan yang terbentuk menyerupai rentetan bukit kecil, bukannya kawasan pendaratan yang rata.
Sfera solder BGA tidak bersedia menerima ketidakrataan. Mereka memerlukan permukaan yang rata.
Permukaan HASL yang tidak sekata menyebabkan dua jenis kecacatan BGA tradisional: penyambungan solder dan litar Terbuka . Kelihatan berbeza, tetapi keduanya bermula dari punca yang sama—sfera-sfera tersebut tidak mendarat di lokasi yang dirancang dalam rekabentuk.
Jambatan solder berlaku di bahagian hujung . Di mana kubah HASL paling tinggi, lapisan solder meluas secara melintang melebihi had nominal pad. Pada jarak 0.3 mm, ini cukup untuk mengurangkan secara ketara jarak antara pad-pad bersebelahan. Apabila sfera BGA mencair semula dan pasta pengimpal mencair, campuran solder tambahan daripada siapkan HASL dan jarak yang dikurangkan merupakan sebab utama terbentuknya jambatan solder. Solder tidak perlu tersusun secara teruk—ia hanya perlu mencari laluan merentasi celah yang sudah dikurangkan oleh lapisan tersebut.
Kebocoran litar berlaku pada hujung bertentangan. Sfera-sfera solder pada bungkusan BGA adalah koplanar dalam beberapa mikron apabila meninggalkan pembekal pelan. Tapak papan juga perlu koplanar—itu sebenarnya maksud istilah "land" dalam "land pattern." Apabila sesetengah tapak berada 30 mikron lebih tinggi daripada jiran terdekatnya, sfera BGA menyentuh tapak yang lebih tinggi dahulu semasa penentuan kedudukan dan proses reflow. Tapak yang lebih rendah mungkin menghasilkan sambungan lemah, sambungan separa, atau tiada sambungan langsung. Ini adalah kegagalan yang lulus pemeriksaan visual pantas, tetapi kemudiannya muncul sebagai ralat berkala dalam ujian fungsional—atau lebih buruk lagi, berbulan-bulan kemudian di medan sebenar.
Terdapat juga isu ketiga yang lebih senyap. Percetakan pasta solder mengandaikan permukaan yang rata. Lubang stensil direka untuk mendepositkan jumlah pasta yang tepat pada setiap tapak. Pada kubah HASL, pasta tersebar secara tidak sekata, menjadi nipis di bahagian atas, dan berkumpul di sisi-sisi. Walaupun papan yang tidak mengalami bridging pun boleh berakhir dengan sambungan solder yang tidak konsisten isipadu di seluruh BGA—yang muncul sebagai penghapusan dan kebimbangan integriti pada peringkat seterusnya.
Tiada siapa yang membangunkan papan dan mendakwa "Saya ingin ada jambatan solder, sila." HASL ditetapkan atas tiga faktor, dan ketiga-tiganya mudah difahami.
Kos . HASL ialah lapisan permukaan paling murah dalam pembuatan, dan pada kuantiti besar, beza harga se-papan berbanding ENIG —elektroles nikel rendaman emas—menumpuk. Untuk papan tanpa komponen jarak halus, penjimatan ini boleh diterima. Masalahnya timbul apabila pertimbangan harga yang sama digunakan pada papan yang mengandungi satu BGA sahaja. Satu komponen dengan jarak 0.4 mm sudah cukup untuk menyingkirkan HASL bagi keseluruhan papan, tetapi keputusan pembelian tidak sentiasa mengaitkan perkara ini.
Kefamiliaran . HASL sebenarnya telah wujud selama bertahun-tahun. Jurutera dan pasukan pembelian yang lebih tua telah menggunakannya pada setiap papan yang pernah mereka hasilkan, dan ia tidak pernah menimbulkan masalah kepada mereka. Apa yang tidak sentiasa mereka sedari ialah bahawa reka bentuk lama mereka menggunakan komponen berjarak 0.8 mm atau 1.0 mm. Jarak piawai industri telah menyusut secara ketara dalam lima tahun kebelakangan ini, dan penyelesaian permukaan yang sesuai untuk papan lama tidak lagi sesuai.
Tetapan kilang lalai . Ini yang paling membuatkan saya frustasi. Bilangan papan yang tidak dijangka menggunakan HASL sebagai tetapan lalai apabila pelanggan tidak menentukan lapisan permukaan, kerana ia merupakan garis pengeluaran termurah dan tertinggi keluarannya. Pesanan dimasukkan, medan penyelesaian permukaan dibiarkan kosong, dan HASL digunakan secara lalai. Tiada siapa yang bertanya sama ada papan tersebut mengandungi komponen berjarak halus. Pelanggan menyedari masalah tersebut semasa percubaan pemasangan pertama.
Nasihat di sini tidak kontroversial—setiap dokumen penting mengenai papan dan piawaian menyatakan perkara yang sama. Untuk pemasangan BGA jarak rapat (jarak 0.5 mm dan di bawah), ENIG adalah pilihan konvensional. Lapisan nikel (biasanya tebalnya 3–6 mikron) diendapkan melalui tindak balas berantai, bermaksud ia menyesuaikan diri dengan geometri pad atom demi atom, bukannya disembur menggunakan udara panas. Kilasan emas rendam (tebalnya 0.05–0.1 mikron) melindungi lapisan nikel dan menyediakan permukaan rata yang boleh dilutkan. Hasilnya: keselarasan pad diukur dalam mikron, bukan dalam puluhan mikron.
OSP — bahan kimia kebolehlututan semula jadi — merupakan alternatif rata dan berkos rendah. Lapisan organik hanya setebal 0.2–0.5 mikron dan langsung tidak mengubah ketinggian pad. Kompromi yang wujud adalah nyata: OSP mempunyai jangka hayat simpan yang lebih pendek (biasanya 6–12 bulan), memerlukan penanganan yang teliti, dan lapisan ini terbakar semasa reflow pertama, mendedahkan tembaga tulen.
Terdapat situasi di mana HASL masih merupakan pilihan yang tepat: papan dengan dominasi lubang tembus, rekabentuk jarak besar, dan produk di mana banyak kitaran reflow serta tempoh penyimpanan yang panjang lebih penting berbanding keseragaman ciri halus. Kuncinya ialah membuat pilihan itu secara sengaja, berdasarkan set komponen sebenar—bukan mengikut kebiasaan secara automatik.
Mari kita bandingkan angka-angka secara bersebelahan, kerana di sinilah keputusan sebenarnya dibuat.
Untuk kelompok 5,000 papan, kosnya berada di antara $500 hingga $2,500. Jumlah yang signifikan, tetapi kecil jika dibandingkan dengan apa yang menyusul.
Satu jambatan solder BGA tunggal yang terlepas daripada pemeriksaan boleh menjejaskan produk akhir. Kadar kegagalan panel sebanyak 14%—yang saya mulakan artikel ringkas ini dengannya—mengenakan kos untuk kerja semula, komponen pengganti, penghantaran segera, dan kehilangan kapasiti pengeluaran. Dalam kes pelanggan itu, penjimatan daripada memilih HASL berjumlah kira-kira $550 untuk tempahan tersebut. Kos keseluruhan pula berjumlah $19,000. Nisbah ini tidak bertambah baik dengan peningkatan isipadu; sebaliknya, ia menjadi lebih buruk, kerana kegagalan di medan berlaku selepas produk dihantar.
Jika anda menentukan suatu Lapisan permukaan PCB dan reka bentuknya mengandungi BGA jarak halus, tanyakan kepada pembekal papan satu soalan: bagaimanakah spesifikasi kesataan pad bagi lapisan ini? Jika mereka tidak dapat memberikan jawapan berangka, atau jika jawapannya melibatkan frasa seperti "bergantung pada di mana bilah udara menyentuh", maka itulah jawapan anda.
Permukaan rata bukanlah ciri mewah pada papan BGA. Ia merupakan faktor utama sepenuhnya.
Berita Terkini2026-09-07
2026-09-04
2026-09-03
2026-09-01
2026-08-31
2026-08-27
2026-08-26
2026-08-24
