BGA無鉛焊點的失效分析.pdf

1、本文以實驗為基礎(chǔ)研究了BGA無鉛焊點的IMC（金屬間化合物）層對焊點開裂或脫落所產(chǎn)生的影響，結(jié)合IMC層擴散理論分析了焊點中IMC擴散的機理。通過分析一批焊點已開裂或脫落的倒裝芯片，得出失效原因；對正常出廠的倒裝芯片進行老化和熱沖擊實驗，總結(jié)實驗結(jié)果，為提高倒裝芯片焊點的可靠性做出貢獻。
　　本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　(1)針對一批已失效的倒裝芯片，通過掃描電子顯微鏡、金相顯微鏡、X-ray射線檢測儀、推拉力

2、試驗機等儀器對其BGA焊點進行一系列分析實驗，從而找出其失效原因；
　　(2)首先是進行X-ray測試，實驗結(jié)果顯示，除了一些孔洞外，還觀察不出其它有關(guān)失效缺陷，而且這些空洞的大小還不足以導(dǎo)致其失效；然后進行了金相切片分析，發(fā)現(xiàn)其大部分焊球都有裂紋，有些已經(jīng)脫落；
　　(3)通過掃描電子顯微鏡進行觀察，從形貌和成份的角度分析，發(fā)現(xiàn)焊點斷裂部位位于焊點的芯片側(cè)，Ni-Sn化合物與(NixCu(1-x))3Sn4化合物間，引起斷

3、裂的根本原因是芯片側(cè)形成的脆性三元化合物，其形貌是粗大的塊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部應(yīng)力大，極易形成微裂紋；
　　(4)對一批已含有芯片的PCB板進行老化試驗，老化時間分別為100小時、200小時、300小時、500小時，觀察老化200h后，IMC厚度已有一定的增長，但不明顯，并且整個界面相對較平，未發(fā)現(xiàn)有較大塊IMC突起的現(xiàn)象。隨著老化時間的推移，當達到500小時，IMC層厚度增加不是很明顯，焊料中的IMC也沒有顯著粗化；
　　(5)同