在X-RAY图像中如何判断BGA焊点状态

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BGA器件及其焊点的质量控制

BGA硬件和焊接接头的质量控制 随着科学技术的不断发展，现代社会与电子技术息息相关。超小型手机，超小型无线通信设备，笔记本电脑，内存，硬盘驱动器，光盘驱动器，高清电视等都有助于实现小型化，而轻质化学品也提出了苛刻的要求。为了实现该目标，有必要对生产过程及其组件进行深入研究。SMT（表面贴装技术表面贴装）技术顺应了这一趋势，为实现轻便，薄，短和紧凑的电子产品奠定了基础。 贴片机进入技术90多年以前，它已经进入成熟阶段。然而，随着电子产品在适当的/小型化的方向，网络和多媒体的飞速发展，对电子组装技术提出了更高的要求，并且新的高密度组装技术也在其中不断出现。BGA（球网阵列球网套装）这是一种高密度的组装技术，已进入实用阶段。试试这篇文章BGA介绍了设备的组装特性，并监控了焊接接头的质量。1个BGA技术简介BGA开始技术研究60在美利坚合众国IBM公司该公司采用，但甚至90早年BGA您已经进入操作阶段。在一个80时光倒流，人们担心小型化和输入/输出引线数

量提出了更高的要求。虽然贴片机该电路组具有轻，薄，短和小的特性，对带有大量引线的细间距器件的引线间距和引线均匀性也提出了更严格的要求。但是，由于加工精度和产量，成本和组装工艺的限制，通常QFP（四方扁平包装方形扁平包装）硬件间距限制为0.3mm这极大地限制了高密度聚集的发展。另外，因为体育场好质量计划这些设备在组装过程中有严格的要求，这限制了它们的应用，这就是为什么某些美国公司专注于开发和应用比较的原因质量计划更好的设备BGA在设备上。 微型硬件的局限性在于细线容易弯曲，变脆和折断，并且它们在导线之间的规划和安装中需要高精度。BGA该技术采用了一种新的设计思维方法，该方法使用的结构隐藏了封装下方的圆形或垂直点，引线间距大且长度短。这是，BGA这消除了防弹问题在具有精确间距的设备中引起的梯度和分页问题。 JEDEC（电子设备工程联合会（JC-11）工业部门的发展BGA包装的物理参数BGA对面QFD相比最大的优势输入/输出引线间距大，记录的引线间距为1.0，1.27用1.5毫米目前由1.27毫米用1.5毫米发散的BGA更换0.4毫米0.5毫米较细间距的设备。 BGA根据焊接接头的形状，设备的结构可分为两类：球形焊接接头

BGA焊点失效引发不开机-案例分析

BGA焊点失效引发不开机 案例分析 生产质量部--Quality 2010年8月25日

问题描述 不良情况汇总 从公司成立至今，在售后返修不良原因中占数量最大的就是BGA虚焊或者焊点开裂（主要是CPU）。因BGA虚焊或焊点开裂造成不开机、开机掉电等不良的项目累计有R1000、R6300、D16、D18、T616、M550、M555，其中不良最多的为R6300。 查看这些项目都有一个共性，并不是在组装线就退回。都是在客户端使用一段时间后开始出现不开机、开机掉电、白屏、重启等问题，特别是用手按键时故障容易复现。并且一旦有退回一般量都会比较大。售后维修时重新焊接相应的BGA后故障消失，基本都是由BGA虚焊或者焊点开裂造成。

问题描述 R6300不良数据 此项目在07年5、6、8、10月共贴片24274pcs。5月份贴片2k当时客户天鸿利在销售1-2周后几乎100%退机，造成客户该项目直接死掉。故障都是不开机或者开机掉电、死机。售后维修时重新加焊CPU即可，但过一段时间故障重现。从6月中旬开始安排点胶，后面出货的22k全部是点胶后。 同一时期R1000结构类似故直接安排点胶后再出货。

问题描述 D16不良数据 在08年1-4月份生产D16出货后同样是因为不开机、开机掉电等退回，加焊CPU即可。客户圣力天和盛世中唐、以诺、科讯都有退回，对于客户没有装机的3956pcs退回工厂后对CPU点胶，点胶后再测试功能OK重新出货。整体不良比率在3%左右。 出货数量：42067pcs， 总退回量：2178pcs 客退比率：5.18%（CPU重焊占3%） CPU重焊：954pcs

BGA焊盘设计的工艺性要求

BGA焊盘设计的工艺性要求 引言 设计师们在电路组件选用BGA器件时将面对许多问题；印制板焊盘图形，制造成本，可加工性与最终产品的可靠性。组装工程师们也会面对许多棘手问题是;有些精细间距BGA器件甚至至今尚未标准化，却已经得到普遍应用。本文将要阐述是使用BGA器件时，与SMT组装工艺一些直接相关的主要问题（特别当球引脚阵列间距从1.27mm减小到0.4mm）,这些是设计师们必须清楚知道。 使用BGA封装技术取代周边引脚表贴器件，出自于为满足电路组件的组装空间与功能的要求。例如周边引脚器件QFP，引脚从器件封装实体4条周边向外伸展。这些引脚提供器件与PCB间的电路及机械的连接。BGA器件的互连是通过器件封装底部的球状引脚实现的（如图1所示）。球引脚可由共晶Pb/Sn合金或含 90%Pb的高熔点材料制成。 图 1 从QFP至WS-CSP封装演变,芯片与封装尺寸越来越小。 一般BGA器件的球引脚间距为1.27mm(0.050″)—1.0mm(0.040″)。小于1.0mm(0.040″) 精细间距, 0.4mm(0.016″)紧密封装器件已经应用。这个尺寸表示封装体的尺寸已缩小到接近被封装的芯片大小。封装体与芯片的面积比为1.2:1。此项技术就是众所周知的芯片级封装（CSP）或称之为精细间距BGA（FBGA）。芯片级封装的最新发展是晶圆规模的芯片级封装（WS-CSP），CSP的封装尺寸与芯片尺寸相同。 BGA封装的缺点是器件组装后无法对每个焊点进行检查，个别焊点缺陷不能进行返修。有些问题在设计阶段已经显露出来。随着封装尺寸的减少，制造过程的工艺窗口也随之缩小。 周边引脚器件封装已实现标准化，而BGA球引脚间距不断缩小，现行的技术规范受到了.限制，且没有完全实现标准化。尤其精细间距BGA器件，使得在PCB布局布线设计方面明显受到更多的制约。综上所述，设计师们必须保证所选用的器件封装形式能够SMT组装的工艺性要求相适应。 通常，制造商会对某些专用器件提供BGA印制板焊盘设计参数，于是设计师只能照搬,使用没有完全成熟的技术。当BGA器件尺寸与间距减小，产品的成本趋于增高，这是加工与产品制造技术高成本的结果。设计师必须对制造成本，可加工性与可靠性进行巧妙处理。 为了支持BGA器件的基本物理结构，必须采用先进的PCB设计与制造技术。信号线布线原先是从器件周边走线，现应改为从器件底部下面PCB的空闲部分走线,这球引脚间距大的BGA器件并不是难题，球引脚阵列的行列间有足够的信号线布线空间。但对球引脚间距小的BGA器件，球引脚间内部信号只能使用更窄的导线布线（图2）。 图 2 板面走线的焊盘图形设计

BGA器件及其焊点的质量控制

BGA器件及其焊点的质量控制 随着科学技术的不断发展，现代社会与电子技术息息相关，超小型移动电话、超小型步话机、便携式计算机、存储器、硬盘驱动器、光盘驱动器、高清晰度电视机等都对产品的小型化、轻型化提出了苛刻的要求。要达到达一目标，就必须在生产工艺、元器件方面着手进行深入研究。SMT （Surface Mou nt Tech no logy表面安装）技术顺应了这一潮流，为实现电子产品的轻、薄、短、小打下了基础。 SMT技术进入90年代以来，走向了成熟的阶段，但随着电子产品向便据式/小型化、网络化和多媒体化方向的迅速发展，对电子组装技术提出了更高的要求，新的高密度组装技术不断涌现，其中BGA（Ball Grid Array球栅阵列封装）就是一项已经进入实用化阶段的高密度组装技术。本文试图就BGA器件的组装特点以及焊点的质量控制作一介绍。1 BGA技术简介BGA技术的研究始于60年代，最早被美国IBM公司采用，但一直到90年代初，BGA才真正进入实用化的阶段。在80年代，人们对电子电路小型

化和I/O引线数提出了更高的要求。虽然SMT使电路组装具有轻、薄、短、小的特点，对于具有高引线数的精细间距器件的引线间距以及引线共平面度也提出了更为严格的要求，但是由于受到加工精度、可生产性、成本和组装工艺的制约，一般认为QFP（Quad Flat Pack方型扁平封装）器件间距的极限为0.3mm,这就大大限制了高密度组装的发展。另外，由于精细间距QFP器件对组装工艺要求严格，使其应用受到了限制，为此美国一些公司就把注意力放在开发和应用比QFP器件更优越的BGA 器件上。 精细间距器件的局限性在于细引线易弯曲、质脆而易断，对于引线间 的共平面度和贴装精度的要求很高。BGA技术采用的是一种全新的设计思维方式，它采用将圆型或者柱状点隐藏在封装下面的结构，引线间距大、引线长度短。这样，BGA就消除了精细间距器件中由于 引线问题而引起的共平面度和翘曲的问题。 JEDEC（电子器件工程联合会）（JC-11）的工业部门制定了BGA封装的物理标准，BGA与QFD相比的最大优点是I/O引线间距大，已注册的引线间距有1.0、1.27和1.5mm，而且目前正在推荐由1.27mm 和 1.5mm间距的BGA取代0.4mm-0.5mm的精细间距器件。 BGA器件的结构可按焊点形状分为两类：球形焊点和校状焊点。球形焊点包括陶瓷球栅阵列CBGA(Ceramic Ball Grid Array)、载带自动键合球栅阵列TBGA(Tape Automatec Ball Grid Array)塑料球栅阵列PBGA(Plastic

失效分析案例-BGA器件焊点开裂

BGA器件焊点开裂 一、样品描述 在测试过程中发现板上BGA器件存在焊接失效，用热风拆除BGA器件后，发现对应PCB 焊盘存在不润湿现象，见图1。 二、染色试验 焊点开裂主要发生在四个边角上，且开裂位置均为BGA器件焊球与PCB焊盘间，见表1。 金相及SEM分析见图2～图5。

四、综合分析 对所送PCBA器件焊点进行分析，均发现已失效器件和还未失效器件焊点在IMC与Ni 层的富磷层（P-Rich）间存在开裂，且镍层存在腐蚀；在焊接过程中，Sn与Ni反应生成Sn/Ni 化合物，而镍层中的磷不参与合金反应，因此多余的磷原子则会留在镍层和合金层界面，过多的P在镍和IMC界面富集将形成黑色的富磷（P-Rich）层，同时，存在的镍层腐蚀会影响焊料与镍层的结合，富磷层和镍层腐蚀的存在会降低焊点与焊盘之间的结合强度；当焊点在组装过程中受到应力时，会在焊点强度最弱处发生开裂，BGA封装角部焊点由于远离中心点，承受的应力更大，故开裂一般会先发生在角部。由于未发现板子严重翘起、器件机械损伤等异常应力作用的特征，因此导致焊点开裂的应力可能来自于回流焊接或者波峰焊接过程等环境中所受到的正常应力。 同时，同批次及相邻批次PCB样品（生产日期0725和0727）Au/Ni焊盘SEM&EDS 的分析结果也表明，PCB焊盘Ni层也存在一定腐蚀。 由以上分析可得，由于较厚富磷层（P-Rich）及镍层腐蚀的存在，将降低焊点与焊盘之间的结合强度，使得该处成为焊点强度最薄弱的地方，在受到正常应力情况下，发生开裂失效。 五、分析结论 （1）BGA器件焊接失效表现为焊点存在100%开裂，开裂位置发生在IMC与PCB焊盘Ni层的富磷层（P-Rich）间。 （2）导致BGA焊点开裂的原因是，焊点中PCB面焊盘镍层存在腐蚀以及镍层表面富磷层的存在降低了焊点与焊盘的机械结合强度，当受到正常应力作用时发生开裂失效。

BGA焊点可靠性研究综述

BGA焊点可靠性研究综述 Review of Reliability of BGA Solder Joints 陈丽丽,李思阳,赵金林（北京航空航天大学,北京100191） Chen Li-li,Li Si-yang,Zhao J in-lin(College of Reliability and System Engineering, Beihang University,Beijing100191） 摘要：随着集成电路封装技术的发展，BGA封装得到了广泛应用，而其焊点可靠性是现代电子封装技术的重要课题。该文介绍了BGA焊点可靠性分析的主要方法，同时对影响焊点可靠性的各因素进行综合分析。并对BGA焊点可靠性发展的前景进行了初步展望。 关键词：有限元；焊点；可靠性；BGA 中图分类号：TN305.94文献标识码：A文章编号：1003-0107(2012)09-0022-06 Abstract:With the development of IC packaging technology,BGA is widely used,the reliability of its sol-der joints has became an important subject of modern electronic packaging technology.In this paper,a common method to analysis the reliability of BGA solder joints is introduced,various parameters which were displayed and the factors of influence on the solder joints,reliability were analyzed simultaneity. Based on above,we have an expectation of development foreground of the reliability of BGA solder joints. Key w ords:finite element;solder joint;reliability;BGA CLC num ber:TN305.94Docum ent code:A Article ID：1003-0107(2012)09-0022-06 0引言 近年来，高功能，高密度，高集成化的BGA封装技术成为主流的封装形式，其焊点可靠性是现代电子封装技术的重要课题。电子封装技术的飞速发展，不断为焊点可靠性的研究提出新课题。传统焊点可靠性研究主要依靠实验，近年来有限元模拟法成为焊点可靠性研究的主要手段；微观显示技术的发展，为分析焊点构成成分变化及裂纹产生，发展提供有力的支持；无铅化进程，针对焊点在不同载荷条件下材料性质成为当前研究的热点；不断涌现出大量新型BGA封装形式，其内部结构，尺寸以及空洞对焊点可靠性的影响有待进一步的研究；板级焊点的可靠性也越来越得到重视。本文主要针对以上几个问题进行综述分析。 1焊点可靠性研究方法 传统的焊点可靠性研究主要依靠实验，随着电子产品的微型化，焊点向着更加微小的方向发展，应用实验方法对其可靠性进行分析面临很大的困难。有限元模拟法[1]，将一个结构分离成若干规则的形状单元，并在空间用边界模型来定义每一个单元就可求解整体结构的位移和应力，利用该方法研究焊点的可靠性也成为热点。 针对单独使用实验方法与有限元模拟方法的局限性，现阶段焊点可靠性的研究多采用实验与有限元模拟方法综合使用的方法。分析方法流程汇总如图1所示。 电子显微技术的发展，使得测试手段多样化发展，检测结果更为准确，对于焊点内部化学成分及结构的变化观察更为直观，能够更好地了解其失效原因，失效部位的形成及发展。下面汇总几种常见的测试方法如表1所示。 2器件级焊点可靠性影响因素 器件封装技术的飞速发展，封装结构，尺寸和材料都发生了较大变化。近年来，专家学者对这类器件级焊点可靠性的影响因素进行了大量研究，下面针对其研究成果进行总结概括。 2.1新型BGA封装结构 2.1.1热增强型BGA 随着电子封装向高密度，薄型化的方向发展，封装的尺寸越来越小，器件的功率越来越大，对芯片的热可靠性提出了更高的要求，为减小热阻，提高热性能，产生了多种热增强型BGA，其主要特点是在BGA封装的底部中间位置(芯片)加有一个散热的铜块或铜片，增加热传导能力，主要用于高功耗器件的封装。其主要结构 作者简介：陈丽丽(1986-)，女，硕士研究生，研究方向为系统安全及可靠性。22

BGA焊点缺陷

1.BGA焊点质量不良图：

第一．锡珠还有后面的桥接 第二．桥连 第三．底料填充空洞 说原因的话应该是多方面的，这些方面的鱼骨图应该会有帮助 焊料球、桥接、焊点不圆滑 制程控制不良，看看我们的控制要点吧 环境： 1. 温湿度：24+/-3度30-60％； 锡膏： 1. 回温必需达到要求：室温回温8小时（无铅）5小时（有铅）以上； 2. 使用期限：钢板上8 小时，开瓶后12小时； 锡膏印刷条件： 1. 速度：20-25mm/sec； 2. 具有干擦湿擦真空擦功能，擦拭频率：2pnl/次，2小时手动擦拭一次； 3. 脱模干净，锡膏厚度在范围内； 贴片要求： 1. 如元件为盘装使用前必需烘烤，条件125度4小时（或按元器件要求）； 2. 做好贴片前的程式调教动作，确保座标准确； Reflow：

1. 按锡膏厂商的推荐profile ，严格控制各区温度及升温降温斜率； 2. PWA 出Reflow 前必需保证温度在150度以下，PEAK 温度245度（无铅），225度（有铅）； 3. 必需保证充分的冷却方可以从轨道上拿下； AIO： 1. 100％AIO 检测，严格控制误判率； X-RAY: 1. 100％X-RAY 检测,并做好标记; 2. 严格按照IPC 7095 的规范控制BGA 的气泡， 1.锡球-------大小 2炉溫-------不符合 3.锡膏-------Cpk值 还有ＢＧＡ上的ＰＡＤ阻焊层设计是否合理. 2.双面板BGA失效问題 问：双面板，第一面上有兩个0.5pitch的BGA,剛開始生産時這兩個BGA失效的比例很高，x-ray檢查發現錫球變大，研磨后發現錫球與BGA本體閒有氣泡，后經調整profile,不良有所下降（已無錫球變大現象），但測試還是不理想（對比單面板來説）.將失效BGA植球后手工焊上測試ok,説明不是功能問題，現在懷疑是錫球與BGA本體連接処斷裂（一次或二次過爐時），為封裝技術不成熟所緻. 答：楼主说研磨后发现锡球与BGA本体间有气泡，我看主要原因就在这里。如果能消除这些气泡，是不是就可以减少锡球笥BGA本体连接断裂的可能性，这样BGA的失效比例也可能随之降低。解决气泡，楼主可以在回流焊时用氮气，然后检查下PROFILE的预热时间，回流时间是否足够。 答：在生产时要注意以下几个方面: 1、生产非BGA面，再生产BGA面，在生产BGA面时你在调PROFILE时要注意上下有一定的温差，最好能做到上板比下板温度高15度左右； 2了解该BGA的SPEC，在BGA的SPEC里会有该元件在生产过程中的温度要求，根据其温度要求去调试PROFILE； 3、BGA是潮湿敏感元器件，所以针对其在拆封后的管控尤其重要，最好是在拆封后烘烤一下再上线，并且每次上线时不要备料太多，当班只备当班的，多的料放在防潮柜中，确保BGA不会受潮。 4. 建议你反面过炉时，使用治具，将反面温度降下来保护。 问：如果两面都有BGA的PCB炉温和背面只有几颗C-CLASS material 炉温有什么区别。

BGA焊点空洞的形成与预防

BGA焊点空洞的形成与预防 BGA空洞(图1、图2)会引起电流密集效应，降低焊点的机械强度。因此，从可靠性角度考虑，应减少或降低空洞。那么，如何可以降低BGA空洞？要回答这个问题，我们有必要探索一下空洞的形成原因。 BGA空洞的形成原因有多方面，如：焊点合金的晶体结构、PCB 板的设计、印刷时，助焊膏的沉积量、所使用的回流焊工艺等、焊球在制作过程中夹杂的空洞。 下面我们从助焊膏的层面对GBA焊点空洞的形成与防止作一些阐述，以期减少BGA焊点空洞的形成数量。 1炉温曲线设置不当 1）表现在在升温段，温度上梯度设置过高，造成快速逸出的气体将BGA掀离焊盘； 2）升温段的持续时间不够长，当升温度结束时，本应挥发的气体还未完全逸出，这部分的气体在回流阶段继续逸出，影响助焊体系在回流阶段发挥作用。 2助焊膏溶剂搭配不当

主要表现在： 1）在升温阶段，快速逸出的气体将BGA 撑起，造成错位与隔阂； 2）在回流阶段，仍有相当数量的气体从助焊膏体系中逸出，但受限于BGA与焊盘间的狭小空间，这些挥发气体无法顺畅地通过这个空间逸出，致使其挤压熔融的焊点。 3助焊膏润湿焊盘能力不足 助焊膏对焊盘的润湿表现在它对焊盘的清洁作用。因助焊膏润湿能力不足，无法将焊盘上的氧化层去除，或去除效果不理想，而造成虚焊。 助焊膏对BGA焊球的润湿能力不足： 与助焊膏对焊盘的润湿能力不足相似，只不过，因焊球的合金类型不同，BGA上的氧化物的电动势也就不同，这样就要求助焊膏具

备适应去除不同合金类型的氧化物的能力，若不匹配，则造成对BGA 焊球的润湿能力不足，导致空洞。 4 回流阶段助焊膏体系的表面张力过高 主要是所用的载体（主要是松香）选择不当，此外表面活性剂的选择也有关系。我们在实验过程中发现，某些活性剂不仅可以降低助焊膏体系的表面张力，也可显著降低熔融合金的表面张力。 松香与表面活性剂的有效配合可使润湿性能充分发挥。 助焊膏体系的不挥发物含量偏高 不挥发物含量偏高导致BGA焊球的熔化塌陷过程中BGA下沉受阻，造成不挥发物侵蚀焊点或焊点包裹不挥发物。 6载体松香的选用

BGA焊点失效因素及改善

BGA焊点失效与承垫坑裂 由于无铅焊接的强热造成板材树脂已处于α2软弱的橡胶态，再加上BGA封装载板顶部内硅晶片的CTE只有3-4Pppm/℃，且在强热中载板本身XY的CTE达15ppm/℃之际，其两者之差异会迫使BGA载板会发生凹形上翘（Concave Warpage）。于是此种BGA四个角落向上的拉力，经常会酿成不同的灾难，也就是垂直拉拔中会呈现不同的失效模式（Failure Mode）: 图10 大型BGA无铅回焊的强热中，其载板（Substrate在XY之CTE约14-15ppm/℃）将因矽芯片的CTE太小（3-4ppm/℃）而呈现上凹现象。此时会将外线的有铅锡球拉而消除其应力，无铅球则因刚性较大而容易出现断头或断脚的危机（注意此图为室温回复后的外观）。 图12 左图为强热中已发生的坑裂，但于降温后又使得基材回缩到原状，然而却出现无法愈合的开裂情形，右图为红墨水试验后所见到的铜垫上附着的基材，也就是坑裂最明显的证明。 所幸BGA于无铅焊接中均未出现上述故障者，则刚性较明显与硬度较大的无铅锡球，当强热使载板朝上用力扯拉中，会直接将力量传达给球脚的顶部与底部而发生断头与断脚，甚至有可能将PCB承垫底部的树脂连根拔起斜向拉裂。事实上事后用红墨水试验法（Dye and Pry）即可判断其等板材是否有裂缝存在。

图14 左图说明无铅回焊之上风温比下风温高出50℃中，另将使得PCB呈现隆起现象，也更造成了BGA角球被拉长扯裂的应力。右图说明板面所贴装较大型之电容器时，由于其CTE与PCB的CTE相差很大，且在α2板材变软下，其拉扯的应力，也经常会将板材斜向局部拉裂。 改善行动 全新定义的“承垫坑裂”（Pad Crater）是2006年3月由Intel论坛的一位Gary Shade首先提出，之后Intel另一位Gary Long又于2006年10月深圳所举办的IPC/CPCA论坛中再度加以陈述，并组织了业界共同研究的单位，其中IT知名大厂Intel、Cisco、Jabil、Sun、IBM、Foxconn（鸿海）、Dell、Lenovo（联想）、Merix、Apple、Isola、Celestica、Henkel、Dage均已参与，该WG之工作目标将锁定在： 至于目前可行性的实际改善办法约有： 1. 取消大型BGA四个角落的各三颗球脚，或布置无功能的假球脚与假承垫。 2. 高阶产品可在BGA腹底充填Underfill。 3. 小型BGA或CSP可在四角之外缘点着角胶（Cornerfill or Coner Glue）。 4. 针对BGA四个角落的球脚承垫，采绿漆上垫（Solder Mask Defined Land）的做法以强化承垫在板面的固着力。 5. 将四个角落的1个或3个承垫（甚至无功能者）加大其直径，使在强热中具有更好的抓地力。

BGA焊点枕头效应案例分析

BGA焊点枕头效应案例分析 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 邱宝军 邹雅冰 1 案例背景 委托位所送的样品为焊接后的PCBA 1块，委托单位反映该样品上某BGA存在焊接不良，失效比例为0.5%左右，要求分析导致BGA焊接不良的原因，并协助给出相应的控制措施。 2 分析过程 2.1总体思路 在本失效分析案例中，由于只能初步确定在BGA位置存在焊接不良，具体是何种不良则没有明确，另外考虑到失效比例只有0.5%，且送检的失效样品只有一块，因此失效分析的关键是首先大致确认失效的模式。由于BGA焊点外观检查很难进行，且样品只有一个，因此大致的思路为：首先利用外观检查分析其余位置的焊点看能否找到一些可能和失效相关的特征，同时利用X-射线等方式查找BGA焊点的特征，在初步确认失效的可能模式后，利用金相切片和电镜等手段进行验证，然后综合上述检测信息给出分析结论。 2.2 X-射线检查 首先对失效的PCBA进行外观检查，发现其他器件焊点均润湿良好，没有明显的不润湿或者变色的痕迹，表明PCB以及焊料等应该没有明显的问题。对失效的BGA进行X-射线观察，发现BGA所有的焊点的X 射线照片存在明显的双球阴影现象，导致此类阴影现象往往和BGA焊球和PCB焊盘之间润湿不良有关，X 射线结果见图1。另外从图1还可以看出，基本上所有焊点的阴影都在同一侧。 图1 焊接不良BGA器件X射线照片 2.3 金相切片分析

为了进一步确认BGA焊点焊接状况，特别是阴影部位的焊接状况，对BGA器件的外围焊点进行切片分析。BGA器件外围焊点的金相切片分析结果表明，外围焊点均存在一定的偏位情况，其中7个焊点的偏位明显。金相切片的结果见图2和图3。 图2 偏位轻微一点的焊点照片 图3 严重偏位焊点照片 从金相照片分析，在焊球与锡膏不融合的界面，很可能存在锡膏中助焊剂的残留物，需要采用 SEM&EDS进一步进行确认。 2.4 电镜及能谱分析 对失效焊点截面进行SEM&EDS分析，发现：焊点中，焊球与锡膏完全不融合，不融合的界面之间夹裹物质的主要元素与焊点周围助焊剂残留物的主要元素相同，均包含C（碳）、O（氧）、溴（Br）、Ci （氯）等元素；锡膏与PCB焊盘焊接良好，已经形成了明显的金属间化合物（IMC）。结果见图4。

BGA焊点不良

查看完整版本: [-- BGA焊点质量不良&BGA的钢板设计--] 坛-> SMT工艺-> BGA焊点质量不良&BGA的钢板设计[打印本页]登录-> 注册-> 回复主题 2012质量不良&BGA的钢板设计 1.BGA焊点质量不良 珠还有后面的桥接 连 填充空洞 应该是多方面的，这些方面的鱼骨图应该会有帮助 接、焊点不圆滑 良，看看我们的控制要点吧 ：24+/-3度30-60％； 需达到要求：室温回温8小时（无铅）5小时（有铅）以上； 限：钢板上8 小时，开瓶后12小时； 件： 20-25mm/sec； 擦湿擦真空擦功能，擦拭频率：2pnl/次，2小时手动擦拭一次； 净，锡膏厚度在范围内；

为盘装使用前必需烘烤，条件125度4小时（或按元器件要求）； 片前的程式调教动作，确保座标准确； 厂商的推荐profile，严格控制各区温度及升温降温斜率； 出Reflow前必需保证温度在150度以下，PEAK 温度245度（无铅），225度（有铅）； 证充分的冷却方可以从轨道上拿下； AIO 检测，严格控制误判率； X-RAY 检测,并做好标记; 照IPC7095 的规范控制BGA 的气泡， --大小 -不符合 -Cpk值 上的ＰＡＤ阻焊层设计是否合理. 2.双面板BGA失效问題 ，第一面上有兩个0.5pitch的BGA,剛開始生産時這兩個BGA失效的比例很高，x-ray檢查發現錫球變大，研磨后發現錫球與BGA本體ofile,不良有所下降（已無錫球變大現象），但測試還是不理想（對比單面板來説）.將失效BGA植球后手工焊上測試ok,説明不是功能問BGA本體連接処斷裂（一次或二次過爐時），為封裝技術不成熟所緻. 研磨后发现锡球与BGA本体间有气泡，我看主要原因就在这里。如果能消除这些气泡，是不是就可以减少锡球笥BGA本体连接断裂的可能比例也可能随之降低。解决气泡，楼主可以在回流焊时用氮气，然后检查下PROFILE的预热时间，回流时间是否足够。 时要注意以下几个方面: GA面，再生产BGA面，在生产BGA面时你在调PROFILE时要注意上下有一定的温差，最好能做到上板比下板温度高15度左右； A的SPEC，在BGA的SPEC里会有该元件在生产过程中的温度要求，根据其温度要求去调试PROFILE； 潮湿敏感元器件，所以针对其在拆封后的管控尤其重要，最好是在拆封后烘烤一下再上线，并且每次上线时不要备料太多，当班只备当班的，确保BGA不会受潮。 面过炉时，使用治具，将反面温度降下来保护。 两面都有BGA的PCB炉温和背面只有几颗C-CLASSmaterial 炉温有什么区别。