BGA焊接可靠性評價指引方案

日常分析中，經常出現由于BGA焊接可靠性導致的工程、市場失效問題，或檢出存在焊接可靠性風險的問題。鑒于BGA焊接的隱蔽性，造成失效對象品的風險較難預測，因此需要從源頭便開始科學有效地評價，這也利于后續的回流工藝標準化管理，進一步為產品的質量保駕護航?；诖?，新陽檢測中心分享這篇技術文章，供各位討論學習。

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度方面存在的問題可能會帶到批量階段，對量產的品質穩定性造成影響。

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

BGA工藝可靠性評價提案

通過全面的分析，可以準確地判斷是否有焊接質量隱患，現行回流工藝是否是最優狀態。

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；
• 缺陷清晰呈現，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；
• 缺陷清晰呈現，并可做進一步的深入分析；
• 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，可以確認焊接IMC層形成的狀態是否良好。由于IMC層的形成和回流溫度、時間有直接的關系，可以通過IMC層的狀態分析現行設定的回流溫度是否合適。

焊接的實質是金屬之間形成合金層，因此合金層的質量決定了焊點的質量。IMC層需滿足的條件則有：①IMC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） ），進而判斷回流工藝的適合性。

總結

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

審核編輯：符乾江