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IPC-7095D-W AM1 CN 2019 年 1 月 169 9.2.2 有散热块的 BGA 焊球形状， 375 μ m 的间隙高度 图 9-5 有散热块的 BGA 焊球形状， 375 μ m 的间隙高度 可能原因 带有散热块的 BGA 重量引起焊球过度塌陷。 这种形变也许可接受（取决于元器件节距） ，因为焊球间 没有触碰。 潜在解决方案 强制要求封装包含有垫高以防止焊球塌陷 9.2.3 有散热块的 BGA 球形， 300 μ m…
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9.1.3 阻焊膜限定（SMD）BGA 失效
图 9-3
阻焊膜限定（SMD）BGA 焊点失效
图注：
裂纹起始于焊料并最终向下扩张并穿过金属间化
合物层。阻焊膜下的镀镍层也是明显的
可能原因
裂纹起始于阻焊膜尖角处的焊料，这种情况是由于焊球
内的应力引发的裂纹扩张。
潜在的解决方案
始终只用 NSMD（金属限定）
连接盘来设计产品印制板，
除非需要用 SMD 连接盘来减少焊盘坑裂的发生。
9.2 BGA 焊球过度塌陷状况
焊球塌陷较好的近似值是初次再流后焊球高度（焊球直径）减少了大约 10%；
当有附加的散热片重量时，这一数字可能会上升至原始高度的 25%（焊球直径）。连接盘图形和阻焊膜隔离也
影响到塌陷高度。这种情况的极端值如 9.2.1 至 9.2.4 所示。
塑封 BGA 焊球通常会塌陷（即从其原始尺寸的 750
μ
m 至大约 625
μ
m）。焊接后，焊球通常进一步塌陷至大约
500
μ
m。但是，如果封装内有用于散热的散热片或散热块，焊球可能会塌陷低至 300
μ
m。当焊球压扁时，由于
有限的焊料高度与焊点柔顺性，其可靠性就会降低。还有焊球的伸展可能会超出期望的节距间隙。
9.2.1 无散热块的 BGA 焊球形状，500
μ
m 的间隙高度
图 9-4 无散热块的 BGA 焊球形状，500
μ
m 的间隙高度
可能原因
BGA 重量不造成焊球过度塌陷。
这是目标条件，并且作为其它 BGA 或同一 BGA 上其它
焊球的评估量度指标。
潜在解决方案
咨询封装供应商以确认垫高块能否内置于封装内。
也应该检查并判断塌陷焊球间的变化
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9.2.2 有散热块的 BGA 焊球形状，375
μ
m 的间隙高度
图 9-5 有散热块的 BGA 焊球形状，375
μ
m 的间隙高度
可能原因
带有散热块的 BGA 重量引起焊球过度塌陷。
这种形变也许可接受（取决于元器件节距），因为焊球间
没有触碰。
潜在解决方案
强制要求封装包含有垫高以防止焊球塌陷
9.2.3 有散热块的 BGA 球形，300
μ
m 的间隙高度
图 9-6 有散热块的 BGA 焊球形状，300
μ
m 的间隙高度
可能原因
带有散热块的 BGA 重量引起焊球过度塌陷。
这是质量差的情况，应该予以纠正。
潜在解决方案
强制要求封装包含有垫高以防止焊球塌陷
9.2.4 关键的焊膏条件
沉积的焊膏量对塑封 BGA 连接是有帮助的，但对于形成良好焊点并不是非常关键，
因为焊球本身可以作为焊料的来源。但如果是 CBGA，沉积足够的焊膏量就非常重要。如果没有充足的焊膏沉
积（参见 9.3.1），焊点可靠性可能会有问题。必须给高温焊球或焊柱增添焊料是因为封装端子的焊料对焊点没
有贡献。
9.2.5 通过 X 射线和切片确定空洞
透射 X 射线可以探测空洞的存在（浅色区）及相关的空洞 X-Y 位置。这
项技术也可探测焊球不均匀或缺失（各种深色图像直径），这种状况的示例如 9.2.7 所示。其它方向的 X 射线
检查是需要的，以确定空洞在垂直方向上（Z 轴）的位置。
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9.2.6 空洞和非均匀焊球
图 9-7 空洞和非均匀焊球
可能原因
焊球连接时有过多的空洞。
连接盘上导通孔设计。注：按照 IPC-A-610
，焊盘上导通
孔相关的空洞不认为是缺陷。
温度曲线爬升过快。
有向前兼容的情形（用无铅焊膏焊接锡铅 BGA 焊球）。
潜在解决方案
通过热应力或显微切片评估焊点的结构强度
使用保温时间长的再流曲线
避免上述潜在原因的情况。
BGA 中空洞的形成有很多原因。然而空洞的存在并不会造成任何可靠性风险，除非空洞足够大而足以降低了
横截面和机械完整性。空洞（如 9.2.7 所示）可以承受 1,000 次热循环（无冲击，0°C
-100°C），尽管更常见的
空洞如图 9-7 所示。即使在某些测试中，空洞并未降低疲劳寿命，过多空洞存在于焊点中表示设计、工艺或材
料有问题。也应当验证产品可靠性。
9.2.7 蛋壳空洞
图 9-8 蛋壳空洞
图注：
1. 0.65mm 的微导通孔，
1,000 次循环
2. 图像显示焊点塌陷，导致间歇性接触失效
可能原因
再流时空气或其它气体被截留。
空气或其它气体可能来自于微导通孔的截留。
潜在解决方案
拆除元器件并用新的替换
9.3 BGA 翘曲
在正常再流焊组装过程中，PBGA 具有发生翘曲的倾向。翘曲会发生在 BGA 基板或产品印
制板上。这会导致遭受应力的焊点发生开路或短路。温度（再流曲线）、BGA 结构、焊膏量以及冷却条件都会
导致弓曲或扭曲。
角落焊球短路表示 BGA 有发生翘曲，此时 BGA 封装角落向内弯曲（哭脸 BGA）。同样的现象会造成焊球远离
角落而从安装基板抬离（笑脸 BGA）， 如 9.3.1 和 9.3.2 所示。