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一例混装BGA焊点开裂不良失效案例

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2020-8-27 15:56
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

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    1#
    发表于 2020-9-30 10:00 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    摘要:针对某混装工艺的PCBA上BGA器件发生功能不良,本文通过CT扫描切片分析初步确定造成器件功能不良的原因主要为BGA焊点开裂,后续通过进一步理化分析和结构分析发现更多原因。
      D8 J; U9 H+ C/ C
    关键词:混装工艺;BGA焊点开裂;Pb偏析
    * t/ m" n( z! M% O; N( G: S! X" M
    1. 案例背景
    送检样品为某款PCBA板,上面BGA封装的CPU发生功能失效,初步怀疑为焊接问题导致。该BGA焊点使用锡膏为有铅锡膏,BGA值球为无铅,PCB焊盘为ENIG工艺。
    2 Y7 @6 g1 P; c9 R. D+ \
    2. 分析方法简述
    通过对器件焊点进行切片分析,如图2所示,BGA焊点在焊盘端和器件端均存在开裂现象,但大部分焊点开裂主要发生在器件端界面。

    # O- r6 L5 r7 b* {/ h" S
    图1 焊点切片金相示意图
    图2 失效焊点SEM图片
    + u5 \, d, i! u
    图3 NG样品外观观察图片

    2 ^7 A) Q  L$ @! U6 X. M5 J; P
    3. 结果与讨论
    由上述测试分析可知,导致失效样品失效的直接原因为CPU上四周焊点发生开裂,而焊点开裂的原因与两方面相关:(1)焊点上界面存在较多Pb偏析和锡金合金,致使界面机械性能弱化;(2)部分焊点下界面存在富P层偏厚现象,致使界面机械性能弱化(3)样品在后续装配过程中,受较大机械应力。

    1 X3 d7 h) `# H( H
    混装工艺中,由于为无铅和有铅焊料混合封装,Pb偏析和界面的锡金合金在中不可避免,可通过焊接工艺曲线的控制来减少Pb偏析,界面的锡金合金过多与芯片端焊盘的金层过厚相关,后续可重点减小装配时的机械应力,并适当的优化工艺曲线来避免失效的发生。

    5 }+ S. J' ]2 y1 a
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-9-2 15:07
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    2#
    发表于 2020-9-30 10:28 | 只看该作者
    可通过焊接工艺曲线的控制来减少Pb偏析
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