BGA焊接失效分析报告完整版 - 图文

由天下分享时间：2024/12/2 4:53:24 加入收藏我要投稿点赞

PCBA 分析报告合同号：FX044- 1014 第 11页共 14 页

图 31 裂缝 B 处焊料的能谱

图

另外，对 CPU 器件脱落的 PCB 焊盘进行 SEM 观察，发现焊盘表面存在较多的裂缝，这说明镍镀层的表面的致密性较差（见图 32 和图 33），因此，后续浸金工艺中的酸液容易残留其中，致使镍镀层腐蚀氧化，这必将导致焊盘的可焊性不良。

图 32 CPU 器件脱落的 PCB 焊盘典型外观照片 1 图 33 CPU 器件脱落的 PCB 焊盘典型外观照片 2 接着对空白 PCB 的焊盘进行 SEM 观察，发现焊盘表面存在裂缝，这说明金镀层的表面的致密性不够良好（见图 34 和图 35），对焊盘进行 EDAX 分析（结果见图 36），发现主要存在碳（C）,镍(Ni)和金(Au)等元素，由焊盘表面含有碳，这说明焊盘表

面粘附的外来污染物为有机物。

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裂缝

图 34 空白 PCB 上 CPU 焊盘外观的典型照片图 35 空白 PCB 上 FLASH 焊盘外观的典型照片

图 36 空白 PCB 焊盘的能谱图

2.7 综合分析

(1) 由 BGA 焊点的金相切片和 X－ray 可见，BGA 焊球焊料与 PCBA 焊盘润湿性较差，焊料与焊盘之间未形成良好的金属间合金层，因而焊料与焊盘之间的结合力较差，致使焊点容易出现裂缝。

而导致焊球焊料与 PCB 焊盘润湿不良的原因可能存在如下几方面： (a) PCB 焊盘氧化严重或沾污外来有机物导致焊盘的可焊性不良。 (b) 使用的焊锡膏可焊性不良。

(2) 对未使用的 BGA 器件焊球和脱落的 BGA 焊球进行外观及金相切片分析，发现 BGA 球大小均匀一致，焊球共面性良好，但焊球焊料熔融不够良好，焊球内部发现存在裂缝等缺陷，这说明 BGA 焊球质量不够良好；而从脱落的 CPU 器件的焊点来看，脱落位置主要位于焊盘与焊料的连接处，并不是焊球本身开裂而脱落，这说明

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BGA 焊球质量较差并不是导致 BGA 焊球焊料与 PCBA 焊盘润湿性较差的主要原因。

(3)进行焊锡膏的可焊性试验，发现焊锡膏的可焊性良好，这说明 BGA 金相切片中发现的焊球与焊盘润湿不良并不是由于所使用的焊锡膏可焊性较差引起的。

(4)进行空白 PCB 焊盘可焊性试验，发现 PCB 焊盘的可焊性较差，说明焊球与焊盘润湿不良和结合力不强与 PCB 焊盘的可焊性较差有关；对空白 PCB 焊盘和器件脱落的 PCB 焊盘进行 SEM 观察和 EDAX 分析，发现金镀层和镍镀层表面存在裂缝，镀层的致密性不够良好，这容易导致镍镀层氧化腐蚀而使焊盘的可焊性不良，同时焊盘表面检测到沾污外来的有机污染物。因此，可分析得出 PCB 焊盘可焊性较差可能一方面与镍镀层结构不致密，酸液容易残留其中，致使镍镀层腐蚀氧化有关；另一方面与焊盘表面粘附外来的有机污染物有关。由于焊盘的可焊性较差才导致焊盘与焊料之间润湿不良，不能形成良好的金属间化合物层。

三分析结论

根据以上分析，可以得出以下结论：

BGA 焊点焊料与 PCBA 焊盘润湿性较差，焊料与焊盘之间未形成良好的金属间合金层，因而焊料与焊盘之间的结合力不强；焊料与焊盘润湿不良的主要原因是 PCB 焊盘可焊性较差。

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