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BGA焊接開(kāi)裂失效分析案例

發(fā)布人:新陽(yáng)檢測(cè) 時(shí)間:2022-09-19 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章
一、案例背景

球柵陣列封裝(英語(yǔ):BGA、Ball Grid Array,以下簡(jiǎn)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(lái)永久固定如微處理器之類的的裝置。

BGA焊接失效問(wèn)題往往直接關(guān)系到器件的質(zhì)量?;诖?,下文針對(duì)BGA焊接出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題作出了分析。


二、分析過(guò)程
1.外觀分析


說(shuō)明:一焊點(diǎn)(左)整體開(kāi)裂(如放大圖所示),另一焊點(diǎn)無(wú)異常(右),且二者都呈現(xiàn)向內(nèi)扭偏的狀態(tài)。


2.SEM分析



說(shuō)明:由于芯片PAD與PCB 焊盤(pán)未中心對(duì)齊,整體焊球向內(nèi)扭偏。


失效NG焊點(diǎn)



針對(duì)失效焊點(diǎn)的斷面SEM分析,開(kāi)裂焊點(diǎn)局部圖示如下:



說(shuō)明:開(kāi)裂焊點(diǎn)特征是從IMC層開(kāi)裂,開(kāi)裂面有契合齒紋,斷面平整。Ni層狀態(tài)良好,無(wú)腐蝕異常。


良好OK焊點(diǎn)



針對(duì)良好焊點(diǎn)的斷面SEM分析,焊點(diǎn)局部圖示如下:



說(shuō)明:未開(kāi)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(shuō)明:對(duì)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(cè)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(pán)側(cè),表明應(yīng)力可能是由FPC側(cè)傳導(dǎo)而來(lái)。


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(yáng)檢測(cè)中心有話說(shuō):


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