沒(méi)有實(shí)踐就沒(méi)有發(fā)言權(quán)

王君兆講師在電子封裝、組裝領(lǐng)域有多年的產(chǎn)品研發(fā)、工藝開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，其實(shí)踐案例具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。以下是關(guān)于“混裝BGA焊點(diǎn)開(kāi)裂不良失效分析”的案例解析：

針對(duì)某混裝工藝的PCBA上BGA器件發(fā)生功能不良，本案例通過(guò)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(diǎn)開(kāi)裂，后續(xù)通過(guò)進(jìn)一步理化分析和結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)更多原因。

1. 案例背景

送檢樣品為某款PCBA板，上面BGA封裝的CPU發(fā)生功能失效，初步懷疑為焊接問(wèn)題導(dǎo)致。該BGA焊點(diǎn)使用錫膏為有鉛錫膏，BGA值球?yàn)闊o(wú)鉛，PCB焊盤(pán)為ENIG工藝。

2. 分析方法簡(jiǎn)述

通過(guò)對(duì)器件焊點(diǎn)進(jìn)行切片分析，如圖2所示，BGA焊點(diǎn)在焊盤(pán)端和器件端均存在開(kāi)裂現(xiàn)象，但大部分焊點(diǎn)開(kāi)裂主要發(fā)生在器件端界面。

圖1 焊點(diǎn)切片金相示意圖
圖2 失效焊點(diǎn)SEM圖片

圖3 NG樣品外觀觀察圖片

3. 結(jié)果與討論

由上述測(cè)試分析可知，導(dǎo)致失效樣品失效的直接原因?yàn)镃PU上四周焊點(diǎn)發(fā)生開(kāi)裂，而焊點(diǎn)開(kāi)裂的原因與兩方面相關(guān)：（1）焊點(diǎn)上界面存在較多Pb偏析和錫金合金，致使界面機(jī)械性能弱化；（2）部分焊點(diǎn)下界面存在富P層偏厚現(xiàn)象，致使界面機(jī)械性能弱化（3）樣品在后續(xù)裝配過(guò)程中，受較大機(jī)械應(yīng)力。

混裝工藝中，由于為無(wú)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(guò)焊接工藝曲線的控制來(lái)減少Pb偏析，界面的錫金合金過(guò)多與芯片端焊盤(pán)的金層過(guò)厚相關(guān)，后續(xù)可重點(diǎn)減小裝配時(shí)的機(jī)械應(yīng)力，并適當(dāng)?shù)膬?yōu)化工藝曲線來(lái)避免失效的發(fā)生。