BGA热重熔断裂的原因及其对策

No. 026 BGA热重熔断裂

案 例 2

在中低档的电子产品中，仍然广泛采用再流焊和波峰焊双面混装的工艺路线。由于波峰焊工艺带来的对 PCBA 组件的瞬时温度冲击以及局部热应力问题，给BGA的应用带来了一定的质量和可靠性问题。  

在本案例中，发现T面的BGA 封装经历了波峰焊工艺之后，在可靠性测试中出现了较多的早期失效—大多数焊点从封装侧的焊点界面断裂，而且断口平整，如图2-74所示。    

图2-74 BGA波峰热重熔断裂

原 因

热压焊所致（元件刚好位于热压焊位置下)，此现象完全符合“部分重熔、混合组织形态”说。通过分析，发现断裂的焊点多为距离过孔较远的焊点，这些焊点，波峰焊时温度较低未发生重熔,而其周围焊点发生全部或者局部重熔。  

在波峰焊过程中，由于热冲击和局部热效应的影响，BGA器件及PCB产生局部变形并产生应力，由于多数焊点重熔具备自由伸缩能力，因此所有应力加载于个别未重熔焊点，导致该焊点出现裂纹萌生或开焊。  

在本案例中，发现断裂焊点的组织基本正常，断裂分离界面为IMC和SnPb焊点之间，但是焊点和PCB侧焊盘连接正常，靠近PCB侧焊盘的组织出现轻微的粗化现象,这是因为这些焊点出现了明显的局部重熔的形貌,如图2-75所示。    

案 例

详细参见刘桑等《波峰焊条件下 BGA 焊点界面断裂失效机理研究》，EMChina，2007年8月,22—26。  

对 策

对可靠性要求高的产品，尽可能不采用“B面SMT+T面SMT+B面波峰焊”工艺。



审核编辑：刘清