BGA分析过程报告.doc

二 分析过程 2.1 外观检查 图 1 样品的外观照片 用立体显 微 镜对空白 PCB 和 BGA 器 件 进 行 外观 检 测，发现 BGA 器件的焊 球大小均 匀一 致，共面 性良好（见图 2 和 图 3）；空白 PCB 焊 盘表面存在一些坑 洼点（见图 4 和图 5）， 除 此 之外未 观 察 到 明 显的 异 常 图 2 CPU 器件中 BGA 焊球的外观照片 图 3 CPU 器件中 BGA 焊球的局部外观照片 PCBA 分析报告 图 4 PCB 板中 CPU 焊盘的外观照片 图 5 PCB 板中 Flash 的外观照片 2.2 X-RAY 检测 为了对焊点的内部状况进行检测，采用 X 射线系统对焊点质量进行无损检测， （X-Ray 的照片见图 6 至图 9），由照片可观察得出 BGA 焊点大小均匀一致， 除发 现焊点内部存在少量空洞外，未发现焊球错位，焊料熔融不完全以及桥连等 明显焊 接缺陷。 图 6 CPU 焊点的 X－ray 典型照片 图 7 Flash 焊点的 X－ray 典型照片 图 8 倾斜后观察到的 CPU 焊点的 X－ray 照片 图 9 倾斜后观察到的 Flash 焊点的 X-ray 照片 图 10 部分 CPU 焊点的放大照片 图 11 部分 Flash 焊点的放大照片 2.3 金相切片分析 在样品上截取失效的 BGA 器件，用环氧树脂镶嵌后打磨抛光，用金相显微镜 观 察 BGA 器件焊点的金相切片，焊点的金相照片见图 12～图 25。其中 CPU 焊点 的典型 金相照片见图 12～图 19，由图可以发现部分焊球焊料与 PCB 焊盘之间润 湿不良，未 观察到良好的金属间化合物层，个别焊点甚至发现存在开裂现象；同时 还观察到焊 球焊料熔融不完全，存在空洞等缺陷。 图 12 CPU 器件部分焊点的金相照片 图 13 CPU 器件正常焊点的典型金相照片 焊球进行金相切片分析，发现无论是未使用的 CPU 焊球还是脱落的 CPU 焊球焊料 熔 融均不够良好，焊球内部发现存在裂缝等缺陷，这说明 BGA 焊球质量不够良 BGA 焊球质量较差并不是导致 BGA 焊球焊料与 PCBA 焊盘润湿性较差的主要原因。 (3)进行焊锡膏的可焊性试验，发现焊锡膏的可焊性良好，这说明 BGA 金相切 片 中发现的焊球与焊盘润湿不良并不是由于所使用的焊锡膏可焊性较差引起的。 (4)进行空白 PCB 焊盘可焊性试验，发现 PCB 焊盘的可焊性较差，说明焊球与 焊 盘润湿不良和结合力不强与 PCB 焊盘的可焊性较差有关；对空白 PCB 焊盘和 器件脱 落的 PCB 焊盘进行 SEM 观察和 EDAX 分析，发现金镀层和镍镀层表面存在 裂缝，镀层 的致密性不够良好，这容易导致镍镀层氧化腐蚀而使焊盘的可焊性不 良，同时焊盘 表面检测到沾污外来的有机污染物。因此，可分析得出 PCB 焊盘 可焊性较差可能一 方面与镍镀层结构不致密，酸液容易残留其中，致使镍镀层腐 蚀氧化有关；另一方 面与焊盘表面粘附外来的有机污染物有关。由于焊盘的可焊 性较差才导致焊盘与焊 料之间润湿不良，不能形成良好的金属间化合物层。 三 分析结论 根据以上分析，可以得出以下结论： BGA 焊点焊料与 PCBA 焊盘润湿性较差，焊料与焊盘之间未形成良好的金属间 合 金层，因而焊料与焊盘之间的结合力不强；焊料与焊盘润湿不良的主要原因是 PCB 焊盘可焊性较差。 空洞 坑洼点