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混裝BGA焊點開裂不良失效分析

2016-11-15  瀏覽量:963

鄧勝良,王君兆

(深圳市美信檢測技術股份有限公司,深圳寶安,518108)

 

摘要:針對某混裝工藝的PCBA上BGA器件發生功能不良,本文通過CT掃描切片分析初步確定造成器件功能不良的原因主要為BGA焊點開裂,後續通過進壹步理化分析和結構分析發現更多原因。

 

關鍵詞:混裝工藝;BGA焊點開裂;Pb偏析

 

1. 案例背景

送檢樣品為某款PCBA板,上面BGA封裝的CPU發生功能失效,初步懷疑為焊接問題導致。該BGA焊點使用錫膏為有鉛錫膏,BGA值球為無鉛,PCB焊盤為ENIG工藝。

 

2. 分析方法簡述

通過對器件焊點進行切片分析,如圖2所示,BGA焊點在焊盤端和器件端均存在開裂現象,但大部分焊點開裂主要發生在器件端界面。

 

失效分析失效分析
圖1 焊點切片金相示意圖
失效分析失效分析
圖2 失效焊點SEM圖片

 

失效分析

圖3 NG樣品外觀觀察圖片

 

3. 結果與討論

由上述測試分析可知,導致失效樣品失效的直接原因為CPU上四周焊點發生開裂,而焊點開裂的原因與兩方面相關:(1)焊點上界面存在較多Pb偏析和錫金合金,致使界面機械性能弱化;(2)部分焊點下界面存在富P層偏厚現象,致使界面機械性能弱化(3)樣品在後續裝配過程中,受較大機械應力。

 

混裝工藝中,由於為無鉛和有鉛焊料混合封裝,Pb偏析和界面的錫金合金在中不可避免,可通過焊接工藝曲線的控制來減少Pb偏析,界面的錫金合金過多與芯片端焊盤的金層過厚相關,後續可重點減小裝配時的機械應力,並適當的優化工藝曲線來避免失效的發生。

 

*** 以上內容均為原創,如需轉載,請註明出處 ***

 

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