BGA焊點(diǎn)失效分析——冷焊與葡萄球效應(yīng)-深圳市福英達(dá)
BGA焊點(diǎn)失效分析——冷焊與葡萄球效應(yīng)
BGA（Ball Grid Array）是一種高密度的表面貼裝封裝技術(shù)，它將芯片的引腳用焊球代替，并以網(wǎng)格狀排列在芯片的底部，通過(guò)回流焊與印刷電路板（PCB）上的焊盤(pán)連接。然而，BGA也存在一些可靠性問(wèn)題，其中最常見(jiàn)的就是焊點(diǎn)失效。本文主要介紹兩種典型的BGA焊點(diǎn)失效模式：冷焊和葡萄球效應(yīng)。
冷焊的基本內(nèi)容涵蓋三塊：焊點(diǎn)雜質(zhì)過(guò)量、不適當(dāng)清洗、溫度不足。
我們平常所說(shuō)的冷焊指的是溫度不足，即在焊接時(shí)由于某些因素導(dǎo)致的熱量不足，導(dǎo)致焊錫沒(méi)有完全熔化。
實(shí)際生產(chǎn)中溫度不足影響冷焊的因素
1.設(shè)備熱補(bǔ)償性能不足，空載時(shí)測(cè)溫合格，滿載時(shí)溫度不足導(dǎo)致冷焊；
2.測(cè)溫板制作不合格，測(cè)試溫度與實(shí)際生產(chǎn)溫度存在差異；
3.無(wú)測(cè)溫板，替代測(cè)溫板與實(shí)際產(chǎn)品熱容量不同，差異較大；
4.測(cè)溫時(shí)未使用載具，實(shí)際生產(chǎn)有使用載具過(guò)爐導(dǎo)致溫度差異大，以及使用載具與生產(chǎn)時(shí)使用載具熱容量不同導(dǎo)致溫度差異；
5.設(shè)備加熱器突然故障；
6.溫度曲線設(shè)置不合格，未測(cè)爐溫直接生產(chǎn)；
7.設(shè)備報(bào)警，操作人員未確認(rèn)直接按鍵導(dǎo)致設(shè)備降溫；
8.溫度曲線程序調(diào)用錯(cuò)誤；
9.未升溫合格即開(kāi)始過(guò)板；
10.物體遮擋導(dǎo)致溫度不足如料帶等異物遮蔽。
葡萄球效應(yīng)
另一類(lèi)BGA 焊點(diǎn)失效模式稱(chēng)為“葡萄球效應(yīng)”。
葡萄球效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理為錫膏助焊劑損耗過(guò)度無(wú)法清除焊接端表面的氧化膜及錫膏錫粉顆粒表層的氧化膜，錫粉熔化但無(wú)法融合，冷卻后成顆粒狀。
葡萄球效應(yīng)的產(chǎn)生很多時(shí)候是PCBA工藝人員照抄錫膏廠商推薦溫度曲線，未關(guān)注恒溫區(qū)溫度起止點(diǎn)及恒溫區(qū)起點(diǎn)到焊錫熔化溫度間總時(shí)間。
應(yīng)對(duì)策略
為了預(yù)防和避免冷焊和葡萄球效應(yīng)的發(fā)生，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：
1.使用更長(zhǎng)使用壽命的錫膏，減少錫膏受潮氧化和助焊劑揮發(fā)的可能性。
2.適當(dāng)縮短回流焊曲線中的恒溫時(shí)間，避免助焊劑過(guò)度揮發(fā)。但是，恒溫時(shí)間也不能太短，否則會(huì)導(dǎo)致錫膏融化不均勻，影響焊接質(zhì)量和可靠性。一般來(lái)說(shuō)，恒溫時(shí)間應(yīng)該控制在60～120s之間，以達(dá)到最佳的效果。
3.使用氮?dú)獗Ｗo(hù)來(lái)降低錫膏氧化速度。
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