【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第153页

9.2.8 蛋壳空洞 9.3 BGA 中介基板的⼸曲和扭曲在正常的组装再流焊工艺中塑封 BGA 具有发生翘曲的倾向。翘曲会发生在 BGA 基板或产品 PCB 上。其结果是受到应力的焊点成为开路或短路状况。温度（再流焊曲线）、 BGA 结构、焊膏体积以及冷却条件都会带来可能的缺陷。角落焊球短路是 BGA…

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，但对于良好焊点的形成

并不是非常关键，因为焊球本身可以作为焊料

的来源。但是如果是陶瓷BGA（CBGA），沉积

足够的焊膏非常重要。对于890μm的CBGA，建

议的焊膏量为0.12mm

，最少0.08 mm

。如果没

有沉积足够的焊膏，如9.3.1所示，焊点可靠性

可能会有问题。焊料必须加给高温焊球或柱是

因为封装端子的焊料体积对焊点没有贡献。

9.2.5 过厚膏体沉积

9.2.6 通过X射线和切⽚确定空洞传输X射线

可以探测空洞的存在（浅色区）及相关的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），此类

情况的示例如9.2.7所示。

但需要用切面X射线来确定焊点中空洞的垂直

（Z轴）位置。

9.2.7 空洞和⾮均匀焊球

BGA中空洞的形成有很多原因。虽然更多常见的

空洞如9.2.7所展示，然而空洞的存在并不会造

成任何可靠性风险。如9.2.8中所示的空洞可以

承受1000次热循环（无冲击，0-100°C）。即便

在某些测试中，空洞并未减少疲劳寿命结

果，

焊点中过多空洞的存在是设计、工艺或材料出

现问题的指示。产品可靠性也应当验证。

可能原因

较厚的膏体目的在于陶瓷非塌陷焊球，而非塑封BGA焊

球。

潜在解决⽅案

减少模板厚度；在BGA区域向下微蚀；减小模板开口。

可能原因

– 焊球连接中过多的空洞。

– 连接盘上导通孔设计（按照IPC-A-610，与连接盘上导通

孔相关的空洞不考虑是缺陷）。

– 快速爬升的曲线。

– 向前兼容情形（锡/铅BGA焊球用无铅焊膏）。

潜在解决⽅案

– 通过热应力或显微切片评估连接点的结构强度。

– 使用保温时间长的再流曲线。

– 避免潜在原因中指出的情况。

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9.2.8 蛋壳空洞

9.3 BGA中介基板的⼸曲和扭曲在正常的组

装再流焊工艺中塑封 BGA具有发生翘曲的倾

向。翘曲会发生在BGA基板或产品PCB上。其

结果是受到应力的焊点成为开路或短路状况。

温度（再流焊曲线）、BGA结构、焊膏体积以及

冷却条件都会带来可能的缺陷。角落焊球短路是

BGA发生翘曲的迹象，此时BGA封装的角向内

翘曲（哭脸BGA）。

焊料

短路是处于相邻和／或相对的BGA角由于

基板向下弯曲（哭脸）造成的，并对角落焊球

施加了应力。同样的现象会造成远离角落的焊

球抬起远离安装基板，因为基板从哭脸变成了

微笑，如9.3.1和9.3.2所示。随着BGA基板和芯

片变得更薄，封装翘曲也在增加。为了有一个

稳健的SMT工艺，建议查看足够的焊膏是否已

增加在连接盘上。应密切监控此过

程以确保不

会产生诸如焊料桥接、锡珠等额外的缺陷。

9.3.1 BGA中介基板翘曲

角落焊球的开路是BGA翘曲的指示，此时封装

角向上抬起。这种开路，如9.3.2所示，可以通

过使用额外的焊膏量将其最小化。

施加过量的焊膏不是此问题的解决方法。确定

根本原因及处理异常原因对于建立稳健的工艺

更重要。仅当某工艺或元器件状况不可改变情

况下，修

改模板开口以使焊膏沉积在板子上，

应作为解决角落开路的方案，如再流焊工艺已

得到优化、BGA封装或BGA中介基板无法重新

设计，或者产品板子无法重新设计。另外，异常

很可能会持续发生，在进行任何工艺变更前，

焊料和元器件库存应该加以考虑。如果决定使

用过量的焊膏来纠正角落焊球开路，应密切监

控此过程以确保不会产生诸如焊料桥接、锡

珠

等额外的缺陷。

0.65mm的微导通孔1000次循环。

显⽰焊点塌陷，导致间歇性接触故障。

可能原因

再流焊时空气或其它气体残留。空气或其它气体可能通过

PCB上的微导通孔形成。

潜在解决⽅案

拆除元器件用新的替换。

可能原因

– BGA翘曲由再流焊接期间热机械应力导致。

– 检查其它角类似的情况。

– 可能由哭脸BGA中介基板引起，此时角落会抬高。

潜在解决⽅案

– 增加角落焊球尺寸或使用胶点。在某些情况下，在再流

焊过程中增加胶带。

– 将封装退回给供应商。

– 在再流温度下，使用阴影叠纹法来检查共面度。

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9.3.2 由于中介基板翘曲导致的焊点开路

9.4 焊点条件接下来的章节讨论与安装结构

和元器件中介基板有关联的焊球条件。每个例

子中，给出了关于此状况发生原因的说明。

9.4.1 ⽬标焊接条件

9.4.2 过度氧化的焊球

可能原因

– 失效似乎是由于膏体从模板不充分释放或不足的焊球

尺寸。

– 封装翘曲（微笑BGA），角落焊球抬起。

潜在解决⽅案

– 在组装前检查来料焊球。

– 将封装退回给供应商。

– 实行进料检查和/或来源审核。

– 在角落连接盘上施加额外的焊膏。

可能原因

焊球呈现一致的形状和纹理，且对称地对齐在连接位置

上，展示出BGA焊球顶部与底部均发生了塌陷。

潜在解决⽅案

文档化工艺参数并保持稳定的工艺。

可能原因

由于暴露于多次再流焊循环（顶面或底面）中，会形成焊

球氧化物。

潜在解决⽅案

通过正确助焊剂的选择，将产品再流焊次数减至两次，并

且在再流焊之间不清洗PWB，可以显著地减少此现象。

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