No. 026BGA熱重熔斷裂

案 例 2

在中低檔的電子產(chǎn)品中，仍然廣泛采用再流焊和波峰焊雙面混裝的工藝路線。由于波峰焊工藝帶來(lái)的對(duì) PCBA 組件的瞬時(shí)溫度沖擊以及局部熱應(yīng)力問(wèn)題，給BGA的應(yīng)用帶來(lái)了一定的質(zhì)量和可靠性問(wèn)題。

在本案例中，發(fā)現(xiàn)T面的BGA 封裝經(jīng)歷了波峰焊工藝之后，在可靠性測(cè)試中出現(xiàn)了較多的早期失效—大多數(shù)焊點(diǎn)從封裝側(cè)的焊點(diǎn)界面斷裂，而且斷口平整，如圖2-74所示。

圖2-74 BGA波峰熱重熔斷裂

原 因

熱壓焊所致（元件剛好位于熱壓焊位置下)，此現(xiàn)象完全符合“部分重熔、混合組織形態(tài)”說(shuō)。通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)斷裂的焊點(diǎn)多為距離過(guò)孔較遠(yuǎn)的焊點(diǎn)，這些焊點(diǎn)，波峰焊時(shí)溫度較低未發(fā)生重熔,而其周圍焊點(diǎn)發(fā)生全部或者局部重熔。

在波峰焊過(guò)程中，由于熱沖擊和局部熱效應(yīng)的影響，BGA器件及PCB產(chǎn)生局部變形并產(chǎn)生應(yīng)力，由于多數(shù)焊點(diǎn)重熔具備自由伸縮能力，因此所有應(yīng)力加載于個(gè)別未重熔焊點(diǎn)，導(dǎo)致該焊點(diǎn)出現(xiàn)裂紋萌生或開焊。

在本案例中，發(fā)現(xiàn)斷裂焊點(diǎn)的組織基本正常，斷裂分離界面為IMC和SnPb焊點(diǎn)之間，但是焊點(diǎn)和PCB側(cè)焊盤連接正常，靠近PCB側(cè)焊盤的組織出現(xiàn)輕微的粗化現(xiàn)象,這是因?yàn)檫@些焊點(diǎn)出現(xiàn)了明顯的局部重熔的形貌,如圖2-75所示。

案 例

詳細(xì)參見劉桑等《波峰焊條件下 BGA 焊點(diǎn)界面斷裂失效機(jī)理研究》，EMChina，2007年8月,22—26。

對(duì) 策

對(duì)可靠性要求高的產(chǎn)品，盡可能不采用“B面SMT+T面SMT+B面波峰焊”工藝。



審核編輯：劉清