BGA焊接开裂失效分析案例

一、案例背景

球栅阵列封装（英语：BGA、Ball Grid Array，以下简称BGA）技术为应用在集成电路上的一种表面黏着封装技术，此技术常用来永久固定如微处理器之类的的装置。

BGA焊接失效问题往往直接关系到器件的质量。基于此，下文针对BGA焊接出现开裂问题作出了分析。

1、外观分析

一焊点（左）整体开裂（如放大图所示），另一焊点无异常（右），且二者都呈现向内扭偏的状态。

2、SEM分析

针对失效焊点的断面SEM分析，开裂焊点局部图示如下：

说明：开裂焊点特征是从IMC层开裂，开裂面有契合齿纹，断面平整。Ni层状态良好，无腐蚀异常。

针对良好焊点的断面SEM分析，焊点局部图示如下：

说明：未开裂焊点特征是IMC厚度主要在1μm左右，呈现晶枝状特征，符合客户提供标准要求。

说明：对焊点IMC层的成分分析表明其成分主要为Ni、Cu、Sn，含量比正常。Ni层P含量6.28%，在正常范围内。

三、分析结果

从上述检测分析结果判断， BGA有形成IMC层，焊点断口平齐，在1.65μm左右，且有契合齿特征，因此可推断焊点应是在成型后，受到外部应力的作用，导致IMC整体脆断。同时应力点集中于FPC焊盘侧，表明应力可能是由FPC侧传导而来。