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BGA焊点枕头效应案例分析.doc


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BGA焊点枕头效应案例分析.doc
文档介绍:
BGA焊点枕头效应案例分析.docBGA焊点枕头效应案例分析
中国赛宝实验室可靠性研究分析中心
邱宝军邹雅冰
1案例背景
委托位所送的样品为焊接后的 PCBA 1块,委托单位反映该样品上某 BGA存在焊接不良,失效比例为
0.5%左右,要求分析导致 BGA焊接不良的原因,并协助给出相应的控制措施。
2分析过程
2.1总体思路
在本失效分析案例中,由于只能初步确定在 BGA位置存在焊接不良,具体是何种不良则没有明确,另
外考虑到失效比例只有 0.5%,且送检的失效样品只有一块,因此失效分析的关键是首先大致确认失效的模
式。由于BGA旱点外观检查很难进行,且样品只有一个,因此大致的思路为:首先利用外观检查分析其余
位置的焊点看能否找到一些可能和失效相关的特征,同时利用 X-射线等方式查找 BGA焊点的特征,在初步
确认失效的可能模式后,利用金相切片和电镜等手段进行验证,然后综合上述检测信息给出分析结论。
2.2 X-射线检查
首先对失效的PCBA进行外观检查,发现其他器件焊点均润湿良好,没有明显的不润湿或者变色的痕
迹,表明PCB以及焊料等应该没有明显的问题。对失效的 BGA进行X-射线观察,发现 BGA所有的焊点的X
射线照片存在明显的双球阴影现象,导致此类阴影现象往往和 BGA焊球和PCB焊盘之间润湿不良有关,X
射线结果见图1。另外从图1还可以看出,基本上所有焊点的阴影都在同一侧。
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图1焊接不良BGA器件X射线照片
2.3金相切片分析
为了进一步确认BGA旱点焊接状况,特别是阴影部位的焊接状况,对 BGA器件的外围焊点进行切片分
析。BGA器件外围焊点的金相切片分析结果表明,外围焊点均存在一定的偏位情况,其中 7个焊点的偏位
明显。金相切片的结果见图 2和图3。
图2偏位轻微一点的焊点照片
图3严重偏位焊点照片
从金相照片分析,在焊球与锡膏不融合的界面,很可能存在锡膏中助焊剂的残留物,需要采用
SEM&ED进一步进行确认。
2.4电镜及能谱分析
对失效焊点截面进行 SEM&ED分析,发现:焊点中,焊球与锡膏完全不融合,不融合的界面之间夹裹 物质的主要元素与焊点周围助焊剂残留物的主要元素相同,均包含 C (碳)、0(氧)、溴(Br)、Ci
(***)等元素;锡膏与 PCB焊盘焊接良好,已经形成了明显的金属间化合物(IMC)。结果见图 4。
200 nm
Acc.V Spot Magn Det WD I
16.0kV 3 0 120x BSE 10 0 BBK-1
Acc V Spot Hugn Del WD
!5 0kV 3 0 IEOOk BSE 10 0 BBK-2
Element
K Ratio
Height t
fttomic %
C K
U.24IU1
H K
8.0546
10.922
U K
C.O3E3
3.S26
—9
DrL
0.B411
4.113
C1K
0.1837
1^.512
SnL
a. W3
*4.227
ia.43ft
Total
me.las
2.5综合分析
在失效样
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