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《BGA 設(shè)計,制程&焊接問題分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、BGA設(shè)計,製程及焊接問題分析PreparedBy:ForrestyouDate:2013.03.11內(nèi)容:1.BGA的定義及類型;2.PCBAdesign;3.BGA檢查方法;4.問題分類及原因分析;BGA的製造流程示意圖或flipchipprocess3BGApackagemanufacturingprocess4BGACross-section:5BGA錫球的成型方式6BGA封裝的發(fā)展:PoP/Stackdie的目的?7BGA錫球的防潮要求:BGA零件為何要採取防潮包裝?受潮後的失效模式?8BGA錫球的防潮要
2、求:BGA封裝的吸濕性.9Popcorn:受潮或多次reworkPopcorningcausestheBGApackagetoexpandbelowthedie;resultinginanincreaseinsize(andpossiblybridging)ofthesolderballsinthecenterofthepackageastheyaresquishedbetweenthepackageandtheboard.10BGAVIAPad與PCBPad設(shè)計要求11BGA/CSP的置件精度問題:NormalB
3、GA:1.5mm/1.27mm/1.0mm/0.8mm/0.5mmPitchmicroBGA/CSP:0.4mm/0.3mm/0.25mm/0.2mmPitch12BGAPad設(shè)計的差異:SMDorNon-SMD?13BGAReflow視頻14BGA不良檢測&分析方法:SideviewX-rayCSAMCross-section案例:PoPBGA(下層BGA)Open15BGA製程不良:Mountingshift置件位移?Open16BGA製程不良:Reflow溫度不足或時間不夠從BGAsolderjoint高度判
4、斷reflow溫度是否足夠.17BGA的不良類型----原材不良1.缺錫球2.錫球的平整度IPC定義的平整度要求:0.30mmball=0.08mm(ccc)0.40mmball=0.10mm(ccc)0.50mmball=0.12mm(ccc)18良好焊接的要素:IMC19良好焊接的要素:IMCIMC經(jīng)驗厚度2～5um且需均勻生長IMC太厚,材料特性會脆化IMC太薄,附著力不足易開裂20BGA空焊原因:PCBPad拒焊(Pad氧化或表面污染等因素)2122BGA不良檢測方法:紅墨水實驗23紅墨水評估方法24BGA
5、焊點開裂案例:---BlackPad在焊接過程中，Sn與Ni反應(yīng)生成Sn/Ni化合物，而鎳層中的磷不參與合金反應(yīng)，因此多余的磷原子則會留在鎳層和合金層界面，過多的P在鎳和IMC界面富集將形成黑色的富磷（P-Rich）層，同時，存在的鎳層腐蝕會影響焊料與鎳層的結(jié)合，富磷層和鎳層腐蝕的存在會降低焊點與焊盤之間的結(jié)合強度；當(dāng)焊點在組裝過程中受到應(yīng)力時，會在焊點強度最弱處發(fā)生開裂，BGA封裝角部焊點由于遠(yuǎn)離中心點，承受的應(yīng)力更大，故開裂一般會先發(fā)生在角部。25BGA焊點開裂案例:---應(yīng)力過大Model:J710Analy
6、sisLocation:U5IssuesDescription:組裝抽驗判退，BGAU5不良，PE要求做切片分析觀察U5焊點狀況。U5Fig1：紅色框標(biāo)示為待分析零件U526BGA焊點開裂案例:---應(yīng)力過大Joint1ComponentSideCrackFig3:Joint1焊點切片放大圖27BGA焊點開裂案例:---Pb污染28BGA焊點開裂案例:---Pb污染29如何辨別Crack的原因?blackpadrelatedfailureassociatedwithmechanicalstressCrackloca
7、tionfora)blackpadrelatedfailure(b)interfacialfracturewhenusingENIGsurfacefinish30BGA焊點開裂案例:---應(yīng)力過大對PCBA測試&組裝過程進(jìn)行Strain量測31(BGACRACK)造成IMC異常破裂的常間原因32PCB厚度與應(yīng)變量/應(yīng)變率關(guān)係33增加BGA可靠度(減少Soldercrack):OSPSurfacefinishforBGApad34增加BGA可靠度(減少Soldercrack)的方法:1.Underfill:micro
8、BGAorCSP1.Cornerbond35CSAM:檢測IC內(nèi)部是否發(fā)生分層(De-lamination)一般由於元器件吸濕或reflow溫度過高造成;36BGAreflow過程蹺曲:Soldershort&solderopen:37BGAreflow過程蹺曲:從室溫下開始加熱后（圖2.a），器件先是凹形翹曲的，隨著焊接溫度的逐漸升高，PBGA封裝體變軟，
