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【摘 要】目前PCB行业喷锡板BGA圆点常有因在铜面上阻焊开窗过小导致喷不上锡现象，喷锡次数过多，则易出现掉油问题。本文通过试验研究铜面上阻焊开窗BGA圆点最小制作能力，从根本上改善因开窗尺寸偏小导致的上锡不良问题。
【关键词】BGA；不上锡；开窗；喷锡
一、前言
目前PCB行业喷锡板BGA圆点常有因在铜面上阻焊开窗过小导致喷不上锡现象，喷锡次数过多，则易出现掉油问题。为此本文通过进行试验来验证在铜面上阻焊开窗尺寸与上锡性能之间的关系，以便重新评估界定铜面上阻焊开窗BGA圆点最小制作尺寸，从根本上改善因开窗尺寸偏小导致的上锡不良问题。
二、试验方法
设计制作阻焊有不同开窗尺寸的独立圆点及铜面BGA圆点试板，用正常生产参数喷锡，检查其上锡状况，根据统计的数据，重新界定在铜面BGA阻焊最小开窗及最小独立蚀刻圆点尺寸。
三、试验步骤
3.1 制作阻焊开窗圆点上锡测试菲林
1） 阻焊图形：一是独立蚀刻圆点；二是大铜面阻焊开窗圆点；2） 制作尺寸：圆点直径0.3～0.7mm按每递增0.05mm作一阻焊开窗小圆点；3） 每一种圆点尺寸按10点×10点网格状排列，圆点左右间距与上下间距以能清楚辨认为准，圆点方阵排列尺寸不小于450mm×550mm。
3.2 测试板制作简介
1） 试板尺寸520mm×600mm光铜板10PNL；2） 用正常生产流程：开料→沉铜→板电→外层图形→图电蚀刻→丝印阻焊→有铅/无铅喷锡；3） 5PNL印一次油，5PNL印二次绿油（直接套印）；4） 正常参数进行预烤（一次油板：75℃×50min；二次油板：丝印第一次75℃×15min，丝印第二次75℃×55min）；5） 曝光能量10格——11格（正常操作方法曝光）；6） 试板（印油后开始计时）放置8小时后按正常参数进行显影（二次油显影2次）；7） 显影后试板用100倍镜检查确认无曝光不良与显影不净问题；8） 正常参数后烤（150℃×70min）。
3.3 试验过程及参数
1） 试板用正常生产参数过前处理一次；2） 试板涂助焊剂后在2分钟内喷完锡；3） 试板按正常生产参数，喷锡一次（有铅喷锡：锡槽温度240℃、浸锡3S；无铅喷锡：锡槽温度270℃、浸锡4S）；4） 有铅喷锡（哈福助焊剂，云南锡业63/37锡铅焊料），无铅喷锡（哈福助焊剂，云南锡业纯锡铜焊料），外发加工无铅喷锡（殷田助焊剂，云南锡业锡镍铜焊料）；每种不同条件一次油做1块、二次油做1块。
3.4 数据统计
3.4.1 统计方法
1） 每种不同制作尺寸的圆点用十倍镜检查1080个，统计完全上锡圆点所占比例；2） 板边以内25mm范围圆点不列入统计范畴； 3） 0.3mm至0.55mm尺寸圆点不同条件试板喷锡后局部图片如表1。（图片中所写数字为对应尺寸BGA圆点不上锡点数）
3.4.2 统计结果
1） 独立蚀刻BGA圆点尺寸从0.3mm至0.7mm各种条件均100%上锡；2） 铜面上阻焊开窗BGA圆点上锡情况统计数据表。（见表2）
四、试验结果及分析
根据以上试验结果得出，大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力呈现如下规律：
1） 在一定范围内，大铜面阻焊开窗BGA圆点尺寸越大，上锡性能越好；2） 同一尺寸大铜面阻焊开窗BGA圆点，有铅喷锡上锡性能明显好于无铅喷锡；3） 印二次油是无法保证0.55mm以下大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡要求；4） 印一次油按正常喷锡参数（只喷一次）0.45mm大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力达到99.8%；5） 印一次油按正常喷锡参数（返喷一次）0.45mm大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力达到100%；6） 印一次油返喷1次0.4mm大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力可达到99.1%，个别不上锡点可通过擦拭专用上锡水解决。
五、结论
影响阻焊开窗BGA焊点不上锡原因主要与阻焊厚度和BGA焊点最小设计开窗尺寸有关，印1次阻焊可以有效解决大于0.45mmBGA焊点不上锡问题；但是无法保证0.40mm BGA焊点完全上锡，0.40mm BGA焊点印一次阻焊，通过返喷1次和擦上锡水等特殊方法可解决，客户要求BGA焊点<0.40mm有喷锡要求，建议与客户沟通更改为其他表面处理方式解决BGA焊点上锡不良问题。
参考文献：
[1] 赵志平等. 无铅喷锡上锡不良问题探究与改善[J]. 印制电路信息. 2012年06期.
[2] 常成祥等.无铅喷锡（HASL）润湿不良问题及对策[J]. 电子设计工程. 2012年15期.
作者简介：
欧植夫，湖南大学MPA公共管理硕士，国家级工程师，已从事12年线路板工艺技术研发工作，曾在国内多家大型PCB企业从事工艺研发工作，现任深圳崇达多层线路板有限公司技术中心高级工程师，负责新产品的技术开发工作，精通各种PCB制作工艺及制作方法，在CPCA论坛发表论文多篇。
【关键词】BGA；不上锡；开窗；喷锡
一、前言
目前PCB行业喷锡板BGA圆点常有因在铜面上阻焊开窗过小导致喷不上锡现象，喷锡次数过多，则易出现掉油问题。为此本文通过进行试验来验证在铜面上阻焊开窗尺寸与上锡性能之间的关系，以便重新评估界定铜面上阻焊开窗BGA圆点最小制作尺寸，从根本上改善因开窗尺寸偏小导致的上锡不良问题。
二、试验方法
设计制作阻焊有不同开窗尺寸的独立圆点及铜面BGA圆点试板，用正常生产参数喷锡，检查其上锡状况，根据统计的数据，重新界定在铜面BGA阻焊最小开窗及最小独立蚀刻圆点尺寸。
三、试验步骤
3.1 制作阻焊开窗圆点上锡测试菲林
1） 阻焊图形：一是独立蚀刻圆点；二是大铜面阻焊开窗圆点；2） 制作尺寸：圆点直径0.3～0.7mm按每递增0.05mm作一阻焊开窗小圆点；3） 每一种圆点尺寸按10点×10点网格状排列，圆点左右间距与上下间距以能清楚辨认为准，圆点方阵排列尺寸不小于450mm×550mm。
3.2 测试板制作简介
1） 试板尺寸520mm×600mm光铜板10PNL；2） 用正常生产流程：开料→沉铜→板电→外层图形→图电蚀刻→丝印阻焊→有铅/无铅喷锡；3） 5PNL印一次油，5PNL印二次绿油（直接套印）；4） 正常参数进行预烤（一次油板：75℃×50min；二次油板：丝印第一次75℃×15min，丝印第二次75℃×55min）；5） 曝光能量10格——11格（正常操作方法曝光）；6） 试板（印油后开始计时）放置8小时后按正常参数进行显影（二次油显影2次）；7） 显影后试板用100倍镜检查确认无曝光不良与显影不净问题；8） 正常参数后烤（150℃×70min）。
3.3 试验过程及参数
1） 试板用正常生产参数过前处理一次；2） 试板涂助焊剂后在2分钟内喷完锡；3） 试板按正常生产参数，喷锡一次（有铅喷锡：锡槽温度240℃、浸锡3S；无铅喷锡：锡槽温度270℃、浸锡4S）；4） 有铅喷锡（哈福助焊剂，云南锡业63/37锡铅焊料），无铅喷锡（哈福助焊剂，云南锡业纯锡铜焊料），外发加工无铅喷锡（殷田助焊剂，云南锡业锡镍铜焊料）；每种不同条件一次油做1块、二次油做1块。
3.4 数据统计
3.4.1 统计方法
1） 每种不同制作尺寸的圆点用十倍镜检查1080个，统计完全上锡圆点所占比例；2） 板边以内25mm范围圆点不列入统计范畴； 3） 0.3mm至0.55mm尺寸圆点不同条件试板喷锡后局部图片如表1。（图片中所写数字为对应尺寸BGA圆点不上锡点数）
3.4.2 统计结果
1） 独立蚀刻BGA圆点尺寸从0.3mm至0.7mm各种条件均100%上锡；2） 铜面上阻焊开窗BGA圆点上锡情况统计数据表。（见表2）
四、试验结果及分析
根据以上试验结果得出，大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力呈现如下规律：
1） 在一定范围内，大铜面阻焊开窗BGA圆点尺寸越大，上锡性能越好；2） 同一尺寸大铜面阻焊开窗BGA圆点，有铅喷锡上锡性能明显好于无铅喷锡；3） 印二次油是无法保证0.55mm以下大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡要求；4） 印一次油按正常喷锡参数（只喷一次）0.45mm大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力达到99.8%；5） 印一次油按正常喷锡参数（返喷一次）0.45mm大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力达到100%；6） 印一次油返喷1次0.4mm大铜面阻焊开窗BGA圆点上锡能力可达到99.1%，个别不上锡点可通过擦拭专用上锡水解决。
五、结论
影响阻焊开窗BGA焊点不上锡原因主要与阻焊厚度和BGA焊点最小设计开窗尺寸有关，印1次阻焊可以有效解决大于0.45mmBGA焊点不上锡问题；但是无法保证0.40mm BGA焊点完全上锡，0.40mm BGA焊点印一次阻焊，通过返喷1次和擦上锡水等特殊方法可解决，客户要求BGA焊点<0.40mm有喷锡要求，建议与客户沟通更改为其他表面处理方式解决BGA焊点上锡不良问题。
参考文献：
[1] 赵志平等. 无铅喷锡上锡不良问题探究与改善[J]. 印制电路信息. 2012年06期.
[2] 常成祥等.无铅喷锡（HASL）润湿不良问题及对策[J]. 电子设计工程. 2012年15期.
作者简介：
欧植夫，湖南大学MPA公共管理硕士，国家级工程师，已从事12年线路板工艺技术研发工作，曾在国内多家大型PCB企业从事工艺研发工作，现任深圳崇达多层线路板有限公司技术中心高级工程师，负责新产品的技术开发工作，精通各种PCB制作工艺及制作方法，在CPCA论坛发表论文多篇。