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        BGA焊点的常见失效模式及机理

        2019-06-10 09:30
        可靠性杂坛
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        一、界面失效

        1.界面失效的特征界面失效的特征是:焊点的电气接触不良或微裂纹发生在焊盘和钎料相接触的界面层上,如图1、图2所示。

        BGA焊点的常见失效模式及机理

        图1界面失效焊点(1)

        BGA焊点的常见失效模式及机理

        图2 界面失效焊点(2)

        2.界面失效机理(1)虚焊。(2)冷焊。(3)不合适的IMC层。

        二、钎料疲劳失效

        1、钎料疲劳失效特征焊点钎料疲劳失效的特征是:微裂纹或断裂位置都是发生在钎料体的内部或IMC附近,按其发生的位置常见的有3种:① PCB焊盘侧钎料体疲劳裂纹,如图3。

        BGA焊点的常见失效模式及机理

        图3

        ② 钎料体的主裂纹发生在芯片侧,如图4所示。

        BGA焊点的常见失效模式及机理

        图4

        ③ PCB基板侧和芯片侧同时出现钎料体疲劳裂纹,如图5所示。

        BGA焊点的常见失效模式及机理

        图5

        焊点钎料疲劳失效是由于工作环境中存在着随机振动、正弦振动、载荷冲击、温度冲击与循环等的周期性循环外力作用的结果。这种环境条件是普遍存在的,特别是在航天、航空、航海、车载等电子产品中尤为明显。表面贴装器件,焊点承担了电气的、热学的及机械连接等多重作用,并且一直是可靠性的薄弱环节。焊点受损原因以热循环诱发最为常见,而徐变和应力松弛则是循环受损的主因,如图6所示。材料徐变一般在温度高于绝对熔化温度的0.6倍(Tk/Tkm>0.6)时出现。

        BGA焊点的常见失效模式及机理

        图6 PCB在温度循环中的变形规律

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