【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第150页
9.1.2 产品 板⼦上的 阻焊膜 限定连接盘 阻焊膜 限 定 连接 盘 的主要 缺点 在 于 由 SMD （ 阻 焊膜 限 定 ） 焊点产 生 的 应 力 集 中会成为 焊点失 效 的 起 源并 且降低 了可 靠性 。 这种 情 况如 9.1.3 所示。对 于相 同的 焊点高度 ， 相 对 于 SMD 连接 盘 ， 使用非阻焊膜 限 定 （ SMD ）时的 疲 劳 寿 命 因 子 增加 预 计大 约 1.25 至 3 倍 ，对 于 …
9 缺陷及失效分析案例研究
下列条款识别了与BGA元器件组装相关的可能
的组装异常情况。描述包括与安装结构特性相关
的后制程失效以及作为BGA端子的焊球变异。
在许多情况下，如果特征归结为连接点失效，
就需要特别讨论连接物金相。最终的连接点结
构也进行了分析。
9.1 阻焊膜限定BGA状况 BGA连接盘以两种
方式定义：阻焊膜限定（SMD），连接盘尺寸大
于阻焊膜开口，再流焊后熔融的BGA焊
球接触
阻焊膜。另一种设计BGA连接盘的方法称为蚀
刻或非阻焊膜限定（SMD），其阻焊膜开口大
于铜连接盘，因此再流焊后焊球不会接触阻焊
膜。这种情况见9.1.1和9.1.2所示。
阻焊膜限定连接盘可用在相应的非关键或功能
性针脚上，因为SMD连接盘可帮助最小化焊盘
坑裂缺陷。但是，需要知道的是阻焊膜限定连
接盘会产生额外
的应力起始点，故应避免在中
介基板和印制板连接盘上使用。
9.1.1 阻焊膜限定与⾮限定连接盘
可能原因
中介基板为阻焊膜限定，而板为金属限定。如果两个面积
的差异较大，应力不一致，裂纹可能在阻焊膜限定一侧发
生。板子连接连接盘图形过大。
潜在解决⽅案
两连接区的状况应该类似或相同。另外，阻焊膜限定连接
盘会产生额外的应力起始点，故应避免在中介基板和印制
板连接盘上使用。
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9.1.2 产品板⼦上的阻焊膜限定连接盘
阻焊膜限定连接盘的主要缺点在于由SMD（阻
焊膜限定）焊点产生的应力集中会成为焊点失
效的起源并且降低了可靠性。这种情况如9.1.3
所示。对于相同的焊点高度，相对于SMD连接
盘，使用非阻焊膜限定（SMD）时的疲劳寿
命因子增加预计大约1.25至3倍，对于更严苛的
负载条件下的焊点会有更大的改善。
SMD连接盘有三个主要缺点：
• 更少的基板面使
顶部脱开
• 接盘尺寸精确度损失
•降低的可靠性，因为它是焊点早期失效的起源
9.1.3 阻焊膜限定BGA失效
裂纹起始于焊料并最终传播下去并穿过⾦属间化合物层。
阻焊膜下的镍堆积也明显。
可能原因
裂纹始于阻焊膜尖角的焊料处。这种状况是由于焊球内的
应力而引起裂纹传播。
潜在的解决⽅案
设计产品板子时始终只使用金属限定（SMD）连接盘，
除非需要用阻焊膜限定连接盘来减少焊盘坑裂的发生。
可能原因
阻焊膜在板子连接盘上侵入过多。这种情况会在焊球中产
生应力，在温度变化期间会扩展裂纹。
潜在解决⽅案
设计产品板时始终只使用金属限定（SMD）连接盘，除
非需要用阻焊膜限定连接盘来减少焊盘坑裂的发生。
IPC-7095C-C 2013年1月
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9.2 过度塌陷BGA焊球状况 塑封BGA焊球通
常会从其原始尺寸的750μm塌陷至大约625μm。
封装 焊 接至板后，焊球塌陷至大约500μm。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300μm。当焊球变平时，由
于受限的焊料高度与焊点柔性，其可靠性就会
降低。并 且，焊球的伸展可能会超出期望的节距
间隙。一个较
好的近似值是初始再流减少了大约
10%的高度；有散热片增加的重量时，这一数字
可能会增加至原始高度的25%（焊球直径）。连
接盘图形和阻焊膜间隙也在分析中扮演角色。
这种情况的极端值如9.2.1至9.2.4所示。
9.2.1 ⽆散热块的BGA球形，500μm的托⾼⾼度
9.2.2 有散热块的BGA球形，375μm的托⾼⾼度
9.2.3 有散热块的BGA球形，300μm的托⾼⾼度
可能原因
BGA的重量不会过度塌陷焊球。这是目标条件，并且作为
其他BGA或相同BGA上焊球的评测估量。
潜在解决⽅案
如需要更大的间隙采用垫片。同时也应该判断以检查焊球
塌陷的变化。
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，这取决于元器件节距，以使焊球不接触。
潜在解决⽅案
强制要求使用垫片以防止焊球塌陷。
可能原因
带有散热块的BGA重量引起焊球过度塌陷。这是确定的质
量差的状况，应当纠正。
潜在解决⽅案
强制要求使用垫片以防止焊球塌陷。
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