這種BGA的過(guò)孔開(kāi)窗設計你做過(guò)嗎？

作者：一博科技高速先生成員 王輝東

【內容摘要 description】

PCB的過(guò)孔開(kāi)窗，用對了是故事，用錯了就是事故，當短路虛焊來(lái)敲門(mén)，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】
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(huà)板。
大師兄早已老僧入定，開(kāi)始了一天的工作。
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。
林如煙說(shuō)：“大師兄，有個(gè)問(wèn)題請教下，我這個(gè)板子有個(gè)BGA，客戶(hù)要求在BGA下面用過(guò)孔當測試點(diǎn)，你幫我看看，這個(gè)過(guò)孔的開(kāi)窗要怎么設計合適?！?/span>

大師兄看到如煙的設計的測試點(diǎn)，Bottom面開(kāi)窗沒(méi)有問(wèn)題，但是打開(kāi)Top層阻焊一看，搖搖頭，一聲長(cháng)嘆。

BGA背面的過(guò)孔開(kāi)了窗做測試點(diǎn)，但是TOP層也開(kāi)了窗，焊接是有異常的。

過(guò)孔有一個(gè)芯吸效應，如果BGA內部的過(guò)孔雙面開(kāi)窗，BGA在焊接過(guò)程中，焊料熔化，導致焊料通過(guò)與焊盤(pán)相鄰的過(guò)孔流失，造成焊球上錫缺失，出現虛焊的現象，如果錫流到BGA的下面，和其它器件的焊點(diǎn)連接，那就出現了短路。
所以說(shuō)BGA下面的測試點(diǎn)是要開(kāi)窗的，BGA面是塞孔，不能加開(kāi)窗。

IPC專(zhuān)門(mén)為BGA的生產(chǎn)做了一個(gè)標準，《IPC-7095 BGA的設計及組裝工藝的實(shí)施》里面關(guān)于過(guò)孔開(kāi)窗的隱患，有一個(gè)詳細的說(shuō)明，直接上圖吧。

如上圖所示，如果BGA內的過(guò)孔開(kāi)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(zhù)你，我們不是來(lái)做可制造性設計，是制造問(wèn)題，你說(shuō)焊接廠(chǎng)要怎么焊接才能保證BGA的品質(zhì)呢，我感覺(jué)是九死一生。

這種現象通常發(fā)生在焊墊有導通孔(via)的時(shí)候，因為錫球流經(jīng)回流焊(Reflow)時(shí)部分的錫會(huì )因為毛細現象(wicking)流進(jìn)導通孔而造成錫量不足。X-RAY的檢查后，連錫短路了。

所以過(guò)孔開(kāi)窗很重要，當年就因為客戶(hù)的一個(gè)這樣設計，差點(diǎn)出現了嚴重的后果，幸虧一個(gè)姑娘及時(shí)出現挽救這個(gè)板子。

“啥姑娘，這有故事，大師兄說(shuō)來(lái)聽(tīng)聽(tīng).”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(wèn)道。
“是呀，是呀，大師兄，講講姑娘怎么救了客戶(hù)?！比鐭煹芍?zhù)一雙美目，也隨聲附和著(zhù)。
大師兄雙眼眺望著(zhù)窗外，思緒飛到了遙遠的從前。
那是端午節放假前的幾天，PCBA工廠(chǎng)接到了一個(gè)焊接的加急項目，客戶(hù)在外地出差，兩天后要回來(lái)拿PCBA板去參展 ，板子是客戶(hù)從別的PCB加工后發(fā)過(guò)來(lái)的。

當我們的IQC在檢查板子的時(shí)候，發(fā)現BGA有兩個(gè)焊盤(pán)上蓋了油，等于兩個(gè)BGA焊盤(pán)沒(méi)了。

生產(chǎn)異常，趕緊聯(lián)系客戶(hù)，客戶(hù)馬上找了PCB工廠(chǎng)。

原來(lái)是客戶(hù)設計用的EAD軟件，沒(méi)有特殊設置過(guò)孔開(kāi)窗這一項，導致工廠(chǎng)在原文件轉換gerber后，輸出的文件里面過(guò)孔是開(kāi)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(méi)有過(guò)孔開(kāi)窗，但是轉出來(lái)的GERBER是開(kāi)窗的。

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

板內過(guò)孔雙面開(kāi)窗，特別是BGA區域，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(guò)孔開(kāi)窗做阻焊塞孔，請確認是否OK。
當時(shí)客戶(hù)感覺(jué)工廠(chǎng)建議很合理，就愉快的回復了個(gè)OK。
結果板子做出來(lái)以后，有兩個(gè)BGA的焊盤(pán)上蓋了油，焊接出了異常。
后來(lái)問(wèn)題的原因找到了，很簡(jiǎn)單，因為板內BGA的開(kāi)窗和過(guò)孔的開(kāi)窗尺寸一樣大。
工廠(chǎng)工程師在刪除過(guò)孔開(kāi)窗時(shí)，不小心多選了兩個(gè)BGA的開(kāi)窗，所以BGA的兩個(gè)焊盤(pán)上就蓋上了阻焊油墨。
當時(shí)我和客戶(hù)經(jīng)常溝通技術(shù)問(wèn)題，關(guān)系特別鐵，所以他就打電話(huà)讓我幫忙解決下。我趕緊去了PCBA工廠(chǎng)，當時(shí)工廠(chǎng)王廠(chǎng)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(wèn)題。
“怎么解決的“林如煙和趙理工同時(shí)問(wèn)道。
“姑娘用她靈巧的雙手，拿著(zhù)刮刀一片一片的把這兩個(gè)焊盤(pán)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。板子當晚就上了線(xiàn)，客戶(hù)也順利參了展，中了標，皆大歡喜?！?/span>

過(guò)孔設計兩種方式，一種是開(kāi)窗，一種是塞孔，下面的兩種設置你能區分清楚嗎。

人生就像一杯咖啡有點(diǎn)苦,只是姑娘的出現有了那么一點(diǎn)甜，彌補了客戶(hù)設計上的缺陷。

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。
我不知道當時(shí)我心中的感覺(jué)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(kāi)始開(kāi)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(zhù)我的經(jīng)濟大權。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。
林如煙和趙理工聽(tīng)完大師兄的話(huà)，都驚恐的瞪大了眼。
這正是：
過(guò)孔設計很關(guān)鍵，
開(kāi)窗塞孔莫搞亂，
連錫短路找上門(mén)，
封裝用錯要虛焊。