LGA器件焊接失效分析及对策

LGA（Land Grid Array）是使用器件本体焊盘作为焊接端面的部件，隶属于BTC器件，与QFN近似。最早为大家所熟知源于Intel CPU LGA775。LGA没有引脚和锡球，容易受到器件和PCB变形影响，因本体遮盖焊锡，导致焊点内气泡难以逃离焊点，使气泡产生的可能性增大。

检测LGA焊点品质通常需要使用X射线、5D X-ray或3D X-ray，其中以3D X-ray（CT）检测最为直观有效。

LGA器件失效种类
对于LGA器件来说，常见的失效问题主要是短路和焊点气泡。这些问题与器件较重有关；焊点气泡成因种类繁多，从器件特性导致空洞主要是BTC器件原因导致。

超重LGA器件的工艺难点及失效
部分LGA器件较重，甚至带金属壳体，在重力的作用下，熔化的焊锡受器件本体挤压，导致焊锡承受表面张力过大，不利于气泡从焊点中逸出，极端情况会导致短路。在SMT制程中设计合适的支撑可以缓解这个问题，业界通常使用两种方案：点胶和治具。

点胶是指SMT前使用自动点胶机在PCB上施加适量胶水，胶水在reflow制程中先与焊锡熔化而硬化，以辅助支撑LGA器件本体；粘着力要大，可以起到补强焊点的功能，特别是LGA四角。
治具适合多品种小批量企业，通过在LGA贴装前在PCB对应的四个角放置治具，再进行器件贴装和回流焊接。

LGA焊点空洞影响及控制方案
为了控制LGA焊点空洞问题，需要严格遵循IPC-7095规范。从焊锡原理上看，焊点内气泡逸出要求焊锡面积越小越好、焊锡越薄越有利于气泡逃逸、液态焊锡表面张力越小越好。但从锡膏印刷形状及气泡逃逸来看，不对称图形焊锡熔化时对焊点内气泡施加力度不平衡，有利于气泡逸出。

LGA焊盘设计要求
LGA焊接特性容易产生气泡，同时BTC器件焊接特性明显——PCB变形对焊接效果影响显著。方形焊盘与圆形焊盘均可以使用，注意四周及角落焊盘设计需加大，如果条件允许，四角设置机械增强焊盘以强化焊接效果，防止四角焊点受机械应力开裂及PCB&部件弯曲扭曲导致的空焊。禁止盘中孔半塞工艺，避免盲孔效应导致的巨型气泡及塞孔不良导致的焊点气泡。

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审核编辑 黄宇