沒有實踐就沒有發言權

王君兆講師在電子封裝、組裝領域有多年的產品研發、工藝開發經驗，其實踐案例具有很強的指導性。以下是關于“混裝BGA焊點開裂不良失效分析”的案例解析：

針對某混裝工藝的PCBA上BGA器件發生功能不良，本案例通過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，后續通過進一步理化分析和結構分析發現更多原因。

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。

圖1 焊點切片金相示意圖
圖2 失效焊點SEM圖片

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）樣品在后續裝配過程中，受較大機械應力。

混裝工藝中，由于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，后續可重點減小裝配時的機械應力，并適當的優化工藝曲線來避免失效的發生。