BGA焊点机械应力断裂原因分析

一、问题背景

最近靖邦电子在发给国外客户的一批产品中，在终端市场的反馈中有一定比例的产品无法开机，经查为pcba贴片后主板上BGA脱落所致。绝大部分PCB焊点从焊球侧IMC层断开，其断口呈脆性断裂特征，还有少部分焊点从PCB基板断开，在前期的线路板打样中已经跟客户反馈过相关的问题。

分析BGA完全从PCB基板上脱落是比较少见的一种失效模式，一般为运输过程中高程跌落而引发。

BGA完全脱落一般发生在这样的场景：BGA上粘装有较重的散热器，IMC较厚。从脱落现象看，有少部分焊点从PCB基材断开，这属于典型的过应力或冲击应力断裂特征，说明此板存在过应力操作（如运输跌落）。集成电路板制作大范围焊点的脆断不是因为MC超厚就是存在金脆现象。因此，分析的重点放在失效BGA的IMC形态与成分上。

二、焊接后BGA切片分析

此BGA载板表面处理为ENIG，采用生产条件进行再流焊接，对其焊球进行切片分析。切片图如图7-68所示，可以观察到此BGA侧MC呈块状化，且超厚，符合引发BGA脱落的条件。

另外，有可能是IMC成分中含的三元合金太多。

其中在再流焊接的过程中可能采取了不合适的温度曲线导致超厚的IMC的产生，成为导致BGA完全脱落的主要因素。

经过与客户工程师的共同查找，最终给出的解决方案是：

1、采用打胶的方式对BGA进行加固，以提高运输和使用过程中的抗跌落能力。

2、调整温度曲线，控制焊接时间。

在客户大批量进行PCBA贴片加工的时候，这个问题就没有再出现过，很多的时候不担心问题的发生，而是大家的解决态度。