空洞對BGA焊點(diǎn)可靠性有何影響

BGA空洞一直是一個有爭議的問題，一種觀點(diǎn)認(rèn)為空洞位置是一個應(yīng)力集中點(diǎn)，會影響焊點(diǎn)的機(jī)械特性，降低焊點(diǎn)的強(qiáng)度、延展性、蠕變和疲勞壽命；同時也會形成過熱點(diǎn)，降低焊點(diǎn)的可靠性。

但另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，空洞可以中止焊點(diǎn)中裂紋的擴(kuò)展，對裂紋的蔓延有抑制作用，如下圖所示。這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，為了更好地理解空洞對BGA焊點(diǎn)可靠性的影響，了解一下電子加工行業(yè)內(nèi)對BGA空洞的接受標(biāo)準(zhǔn)。

空洞可以終止焊點(diǎn)裂紋的擴(kuò)展示意圖

IBM公司：BGA焊點(diǎn)中空洞超過20％（面積比）對焊點(diǎn)的可靠性是有威脅的，15％（面積比）為空洞允收的最大值；旭電公司（已被偉創(chuàng)力收購）：25％（面積比）是可以接受的空洞最大值；戴爾公司：在溫度循環(huán)失效試驗(yàn)中，六或七個空洞（占焊點(diǎn)直徑的20％）產(chǎn)生50％的性能降低，四個空洞（16％面積比）作為可以接受標(biāo)準(zhǔn)；摩托羅拉：從可靠性角度來看，空洞低于24％（面積比）是可以接受的；通用儀器：空洞控制的上限是15％（面積比）。

總結(jié)電子加工行業(yè)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，比較一致的看法是：空洞在焊點(diǎn)中所占的比例低時可以接受；空洞比例（面積比）在15％－25％是可以接受的；但過多的空洞是有害的，這里所指的空洞主要指BGA組裝過程中產(chǎn)生的空洞，BGA植球過程中形成的空洞是可以忽略的，因?yàn)橹睬蜻^程中形成的空洞在回流焊接時往往會消失或重新分布。

同時，BGA空洞在焊點(diǎn)中的位置是非常重要的一個因素，界面處的空洞對BGA焊點(diǎn)的可靠性影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊點(diǎn)中間位置的空洞，如下圖所示。

空洞位于BGA焊點(diǎn)的不同位置對可靠性的影響是不同的

IPC-7095 Design and. Assembly Process. Implementation for BGAs（BGA的設(shè)計(jì)和組裝工藝的實(shí)施）中關(guān)于BGA空洞接受標(biāo)準(zhǔn)要求如下表1所示，關(guān)于電子產(chǎn)品的分級標(biāo)準(zhǔn)見IPC-610系列標(biāo)準(zhǔn)：

IPC-7095 關(guān)于不同級別電子產(chǎn)品空洞可接受標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

由此可見，對于不同級別的電子產(chǎn)品，由于產(chǎn)品對長期可靠性和穩(wěn)定性的要求不同，可以接受的空洞標(biāo)準(zhǔn)也不同，同時空洞在焊點(diǎn)中的位置不同接受標(biāo)準(zhǔn)也不同。

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