BGA焊接開裂失效分析案例

一、案例背景

球柵陣列封裝（英語：BGA、Ball Grid Array，以下簡稱BGA）技術(shù)為應(yīng)用在集成電路上的一種表面黏著封裝技術(shù)，此技術(shù)常用來永久固定如微處理器之類的的裝置。

BGA焊接失效問題往往直接關(guān)系到器件的質(zhì)量。基于此，下文針對BGA焊接出現(xiàn)開裂問題作出了分析。

二、分析過程

1.外觀分析

說明：一焊點(diǎn)（左）整體開裂（如放大圖所示），另一焊點(diǎn)無異常（右），且二者都呈現(xiàn)向內(nèi)扭偏的狀態(tài)。

2.SEM分析

說明：由于芯片PAD與PCB 焊盤未中心對齊，整體焊球向內(nèi)扭偏。

失效NG焊點(diǎn)

針對失效焊點(diǎn)的斷面SEM分析，開裂焊點(diǎn)局部圖示如下：

說明：開裂焊點(diǎn)特征是從IMC層開裂，開裂面有契合齒紋，斷面平整。Ni層狀態(tài)良好，無腐蝕異常。

良好OK焊點(diǎn)

針對良好焊點(diǎn)的斷面SEM分析，焊點(diǎn)局部圖示如下：

說明：未開裂焊點(diǎn)特征是IMC厚度主要在1μm左右，呈現(xiàn)晶枝狀特征，符合客戶提供標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.成分分析

圖譜1：IMC

圖譜2：Ni層

說明：對焊點(diǎn)IMC層的成分分析表明其成分主要為Ni、Cu、Sn，含量比正常。Ni層P含量6.28%，在正常范圍內(nèi)。

三、分析結(jié)果

從上述檢測分析結(jié)果判斷， BGA有形成IMC層，焊點(diǎn)斷口平齊，在1.65μm左右，且有契合齒特征，因此可推斷焊點(diǎn)應(yīng)是在成型后，受到外部應(yīng)力的作用，導(dǎo)致IMC整體脆斷。同時(shí)應(yīng)力點(diǎn)集中于FPC焊盤側(cè)，表明應(yīng)力可能是由FPC側(cè)傳導(dǎo)而來。

注：由于送樣切片樣品（僅兩個(gè)焊點(diǎn)）只能顯示一個(gè)剖面的狀態(tài)，焊點(diǎn)受到何種應(yīng)力作用需要從原始外觀或者整體斷面上分析斷裂痕跡。

新陽檢測中心有話說：

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審核編輯：湯梓紅