空洞对BGA焊点可靠性有何影响

BGA空洞一直是一个有争议的问题，一种观点认为空洞位置是一个应力集中点，会影响焊点的机械特性，降低焊点的强度、延展性、蠕变和疲劳寿命；同时也会形成过热点，降低焊点的可靠性。

但另一种观点认为，空洞可以中止焊点中裂纹的扩展，对裂纹的蔓延有抑制作用，如下图所示。这两种观点都有一定的道理，为了更好地理解空洞对BGA焊点可靠性的影响，了解一下电子加工行业内对BGA空洞的接受标准。

空洞可以终止焊点裂纹的扩展示意图

IBM公司：BGA焊点中空洞超过20％（面积比）对焊点的可靠性是有威胁的，15％（面积比）为空洞允收的最大值；旭电公司（已被伟创力收购）：25％（面积比）是可以接受的空洞最大值；戴尔公司：在温度循环失效试验中，六或七个空洞（占焊点直径的20％）产生50％的性能降低，四个空洞（16％面积比）作为可以接受标准；摩托罗拉：从可靠性角度来看，空洞低于24％（面积比）是可以接受的；通用仪器：空洞控制的上限是15％（面积比）。

总结电子加工行业的验收标准，比较一致的看法是：空洞在焊点中所占的比例低时可以接受；空洞比例（面积比）在15％－25％是可以接受的；但过多的空洞是有害的，这里所指的空洞主要指BGA组装过程中产生的空洞，BGA植球过程中形成的空洞是可以忽略的，因为植球过程中形成的空洞在回流焊接时往往会消失或重新分布。

同时，BGA空洞在焊点中的位置是非常重要的一个因素，界面处的空洞对BGA焊点的可靠性影响要远远大于焊点中间位置的空洞，如下图所示。

空洞位于BGA焊点的不同位置对可靠性的影响是不同的

IPC-7095 Design and. Assembly Process. Implementation for BGAs（BGA的设计和组装工艺的实施）中关于BGA空洞接受标准要求如下表1所示，关于电子产品的分级标准见IPC-610系列标准：

IPC-7095 关于不同级别电子产品空洞可接受标准的规定

由此可见，对于不同级别的电子产品，由于产品对长期可靠性和稳定性的要求不同，可以接受的空洞标准也不同，同时空洞在焊点中的位置不同接受标准也不同。

编辑：hfy