BGA短路失效分析

時(shí)間：2020-01-05作者：優(yōu)爾鴻信檢測(cè)技術(shù)（深圳）有限公司瀏覽：2411

成都檢測(cè)中心失效分析案例分享

問題描述

客戶描述，其產(chǎn)品回流焊后大量錫球中都存在大氣泡（已遠(yuǎn)遠(yuǎn)過IPC-A-610E要求的25%），并且存在橋接的現(xiàn)象。（如下圖X-Ray 所示）不良發(fā)生在上圖BGA  U1位置，不良率約為1%。PCB表面處理為OSP?？蛻舴从常挥性撆?/span>PCB經(jīng)焊接后出現(xiàn)氣泡異?，F(xiàn)象。

 

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原因分析

PCB：受潮或殘留水分，存在盲孔結(jié)構(gòu)，孔壁有裂縫或孔底有尖角，焊盤表面OSP膜異?；虼嬖?*污染

BGA: 錫球表面存在裂紋，殘留水分, 錫球表面**污染

錫膏: 錫膏吸濕, Flux活性不足或沸點(diǎn)過低

1.強(qiáng)活性的助焊劑使?jié)櫇袼俣燃涌?/span>, 減少助焊劑殘?jiān)缓稿a包裹的機(jī)會(huì)。

2.溶劑過早揮發(fā)使得助焊劑殘留難以流動(dòng)，只能在焊錫內(nèi)部被高溫裂解，形成氣泡。

Profile：回流參數(shù)設(shè)置不合理

1.延長預(yù)熱時(shí)間，可利于焊錫內(nèi)溶劑充分揮發(fā)

2.延長TOL，讓熔融焊錫內(nèi)的氣體有足夠時(shí)間逃溢

3.但時(shí)間過長的回流會(huì)加劇助焊劑裂解

BGA客戶無法提供原物料，暫不對(duì)其進(jìn)行分析, 客戶反映，錫膏和回流曲線一直未變，而之前并無發(fā)現(xiàn)不良，所以暫不考慮這兩個(gè)因素的影響。客戶反映，只有該批次PCB出現(xiàn)不良，初步鎖定PCB進(jìn)行重點(diǎn)分析。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證----NG成品焊點(diǎn)切片分析?

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01切片一刀（row 1）

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切片一刀選取NG樣品中并無發(fā)現(xiàn)大氣泡的row 1位置，row 1中ball 11的盲孔位置存在疑似開裂的現(xiàn)象，并且盲孔的疑似開裂位置存在小氣泡，該錫球的其他位置并無發(fā)現(xiàn)有氣泡存在。

02切片二刀（row 18）

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對(duì)Row 18中的30個(gè)錫球觀察后發(fā)現(xiàn)這些錫球可以分為三類：

（1）無盲孔的錫球：該類錫球基本無氣泡或有較小的氣泡；

（2）盲孔疑似開裂的錫球：大氣泡均存在于該類錫球中，并且所有的氣泡均在靠近PCB一側(cè)，可以判斷大氣泡是由PCB這一側(cè)開始產(chǎn)生的；

（3）有盲孔無疑似開裂的錫球：這類錫球基本也無氣泡或有較小的氣泡。

03切片三刀（row 19）

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對(duì)row 19中的bal 18和ball 19（兩個(gè)錫球均有大氣泡）做SEM+EDS分析：

（1）Ball 18中位置2基本上沒有Cu，說明盲孔在該位置的Cu已近缺失，可以判斷盲孔在此處確有開裂現(xiàn)象。

（2）Ball 19中的位置2同樣存在Cu缺失的現(xiàn)象，同樣可以確認(rèn)盲孔在此處開裂。

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Row19-ball 18

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Row19-ball 19

結(jié)果分析

（1）BGA中主要存在3類錫球，即無盲孔的錫球，有盲孔但盲孔無開裂的錫球和盲孔開裂的錫球，發(fā)現(xiàn)大氣泡都只存在于盲孔開裂的錫球中，可以判斷PCB側(cè)盲孔開裂是大氣泡形成的主要原因。

（2）橋接均發(fā)生在相鄰的兩個(gè)有大氣泡的錫球之間，單個(gè)大氣泡或沒有大氣泡的錫球之間并無發(fā)現(xiàn)橋接的現(xiàn)象，可以判斷橋接主要是由于大氣泡的生成，導(dǎo)致焊盤上的錫被擠壓到焊盤外而形成的

 

改善建議?

改善PCB生產(chǎn)的質(zhì)量監(jiān)管，要做到PCB上有盲孔的焊盤中盲孔無開裂。


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