BGA焊接可靠性評價指引

日常分析中，經(jīng)常出現(xiàn)由于BGA焊接可靠性導(dǎo)致的工程、市場失效問題，或檢出存在焊接可靠性風(fēng)險的問題。鑒于BGA焊接的隱蔽性，造成失效對象品的風(fēng)險較難預(yù)測，因此需要從源頭便開始科學(xué)有效地評價，這也利于后續(xù)的回流工藝標(biāo)準(zhǔn)化管理，進(jìn)一步為產(chǎn)品的質(zhì)量保駕護(hù)航。

BGA焊接評價提案背景

焊點成型、焊接面積、焊點開裂以及焊接強(qiáng)度方面存在的問題可能會帶到批量階段，對量產(chǎn)的品質(zhì)穩(wěn)定性造成影響。

從上表對常規(guī)BGA的評價方法的分析可見，BGA焊接的關(guān)鍵要素僅集中于枕焊分析，缺乏焊點的整體可靠性確認(rèn)，特別是焊接IMC層的分析缺失，對現(xiàn)行回流工藝參數(shù)的評價并沒有實際性的指導(dǎo)意義。BGA工藝可靠性評價提案

通過全面的分析，可以準(zhǔn)確地判斷是否有焊接質(zhì)量隱患，現(xiàn)行回流工藝是否是最優(yōu)狀態(tài)。

BGA評價方法說明1.BGA染色試驗

BGA染色試驗：

• 可以直觀的分析焊球剝離后，斷面的狀態(tài)；

• 缺陷清晰呈現(xiàn)，避免觀察失誤；

• 有效焊接面積可檢測；

2.斷面金相分析

切片斷面分析：

• 可以直觀的分析焊點的坍塌成型狀態(tài)；

• 缺陷清晰呈現(xiàn)，并可做進(jìn)一步的深入分析；

• 焊點微小開裂可有效檢測；

3.IMC層分析（SEM）

切片斷面分析：

通過SEM分析，可以確認(rèn)焊接IMC層形成的狀態(tài)是否良好。由于IMC層的形成和回流溫度、時間有直接的關(guān)系，可以通過IMC層的狀態(tài)分析現(xiàn)行設(shè)定的回流溫度是否合適。

焊接的實質(zhì)是金屬之間形成合金層，因此合金層的質(zhì)量決定了焊點的質(zhì)量。IMC層需滿足的條件則有：①IMC層需連續(xù)、致密；②IMC層的厚度1.0μm-3.5μm。

4.IMC層分析（EDS）

IMC層EDS分析：

通過合金層金屬成分分析，可以判斷合金金屬元素構(gòu)成比例，從而推算出合金結(jié)構(gòu)，如上圖（Cu6Sn5（良性IMC）、 Cu3Sn（惡性IMC） ），進(jìn)而判斷回流工藝的適合性。

總結(jié)

通過科學(xué)有效的分析，將BGA焊接存在的顯性問題與隱性問題呈現(xiàn)出來，并為BGA提供可靠的焊接工藝，保障其穩(wěn)定生產(chǎn)。

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