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        如何強化PCB電路板BGA防止開裂

          一、增強PCB抗變形能力

          電路板(PCBA板)變形通常來自高溫回焊(Reflow)所造成的快速升溫與快速降溫(熱脹冷縮),再加上電路板上分布不均的零件與銅箔,更惡化了電路板的變形量。

          增加電路板抗變形的方法有:

          1.增加PCB的厚度。如果可以建議盡量使用1.6mm以上厚度的電路板。如果還是得使用0.8mm、1.0mm、1.2mm厚度的板子,建議使用過爐治具來支撐并強化板子過爐時的變形量。雖然可以嘗試降低。

          2.使用高Tg的PCB材質。高Tg意味著高剛性,但是價錢也會跟著上升,這個必須取舍。

          3.在BGA的周圍加鋼筋。如果有空間,可以考慮像在蓋房子一樣,在BGA的四周打上有支撐力的鐵框來強化其抵抗應力的能力。

          4.在電路板上灌Epoxy膠(potted)。也可以考慮在BGA的周圍或是其相對應的電路板背面灌膠,來強化其抗應力的能力。

          二、降低PCB的變形量

          一般來說當電路板(PCB)被組裝到機殼之后應該會受到機殼的保護,可是因為現今的產品越做越薄,尤其是手持裝置,經常會發生外力彎曲或是掉落撞擊時所產生的電路板變形。

          想降低外力對電路板所造成的變形,有下列的方法:

          1.增加機構對電路板的緩沖設計。比如說設計一些緩沖材,即使機殼變形了,內部的電路板仍然可以維持不受外部應力影響。但必須可慮緩沖才的壽命與能力。

          2.在BGA的周圍增加螺絲或定位固定機構。如果我們的目的只是保護BGA,那么可以強制固定BGA附近的機構,讓BGA附近不易變形。

          3.強化外殼強度以防止其變形影響到內部電路板。

          三、增強BGA的牢靠度

          1.在BGA的底部灌膠(underfill)。

          2.加大電路板上BGA焊墊的尺寸。這樣會使電路板的布線變得困難,因為球與球之間可以走線的空隙變小了。

          3.使用SMD(Solder Mask Designed)layout。用綠漆覆蓋焊墊。

          4.使用Vias-in-pad(VIP)設計。但焊墊上的孔(via)必許電鍍填孔,否則過回焊時會有氣泡產生,反而容易導致錫球從中間斷裂。這就類似蓋房子打地樁是一樣的道理。

          5.增加焊錫量。但必須控制在不可以短路的情況下。

          6.個人強烈建議,如果已經是成品了,最好可以使用【Stress Gauge】找出電路板的應力集中點。如果有困難,也可以考慮使用計算機仿真器來找看看可能的應力會集中在哪里。

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