BGA焊接可靠性評價(jià)指引

日常分析中，經(jīng)常出現由于BGA焊接可靠性導致的工程、市場(chǎng)失效問(wèn)題，或檢出存在焊接可靠性風(fēng)險的問(wèn)題。鑒于BGA焊接的隱蔽性，造成失效對象品的風(fēng)險較難預測，因此需要從源頭便開(kāi)始科學(xué)有效地評價(jià)，這也利于后續的回流工藝標準化管理，進(jìn)一步為產(chǎn)品的質(zhì)量保駕護航。

BGA焊接評價(jià)提案背景

焊點(diǎn)成型、焊接面積、焊點(diǎn)開(kāi)裂以及焊接強度方面存在的問(wèn)題可能會(huì )帶到批量階段，對量產(chǎn)的品質(zhì)穩定性造成影響。

從上表對常規BGA的評價(jià)方法的分析可見(jiàn)，BGA焊接的關(guān)鍵要素僅集中于枕焊分析，缺乏焊點(diǎn)的整體可靠性確認，特別是焊接IMC層的分析缺失，對現行回流工藝參數的評價(jià)并沒(méi)有實(shí)際性的指導意義。BGA工藝可靠性評價(jià)提案

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

BGA評價(jià)方法說(shuō)明1.BGA染色試驗

BGA染色試驗：

• 可以直觀(guān)的分析焊球剝離后，斷面的狀態(tài)；

• 缺陷清晰呈現，避免觀(guān)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(guān)的分析焊點(diǎn)的坍塌成型狀態(tài)；

• 缺陷清晰呈現，并可做進(jìn)一步的深入分析；

• 焊點(diǎn)微小開(kāi)裂可有效檢測；

3.IMC層分析（SEM）

切片斷面分析：

通過(guò)SEM分析，可以確認焊接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(shí)間有直接的關(guān)系，可以通過(guò)IMC層的狀態(tài)分析現行設定的回流溫度是否合適。

焊接的實(shí)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(diǎn)的質(zhì)量。IMC層需滿(mǎn)足的條件則有：①I(mǎi)MC層需連續、致密；②IMC層的厚度1.0μm-3.5μm。

4.IMC層分析（EDS）

IMC層EDS分析：

通過(guò)合金層金屬成分分析，可以判斷合金金屬元素構成比例，從而推算出合金結構，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

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

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