BGA無鉛焊點(diǎn)的失效分析.pdf

1、本文以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)研究了BGA無鉛焊點(diǎn)的IMC（金屬間化合物）層對(duì)焊點(diǎn)開裂或脫落所產(chǎn)生的影響，結(jié)合IMC層擴(kuò)散理論分析了焊點(diǎn)中IMC擴(kuò)散的機(jī)理。通過分析一批焊點(diǎn)已開裂或脫落的倒裝芯片，得出失效原因；對(duì)正常出廠的倒裝芯片進(jìn)行老化和熱沖擊實(shí)驗(yàn)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為提高倒裝芯片焊點(diǎn)的可靠性做出貢獻(xiàn)。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)針對(duì)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(cè)儀、推拉力

2、試驗(yàn)機(jī)等儀器對(duì)其BGA焊點(diǎn)進(jìn)行一系列分析實(shí)驗(yàn)，從而找出其失效原因；
　　(2)首先是進(jìn)行X-ray測(cè)試，實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)行觀察，從形貌和成份的角度分析，發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)斷裂部位位于焊點(diǎn)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(duì)一批已含有芯片的PCB板進(jìn)行老化試驗(yàn)，老化時(shí)間分別為100小時(shí)、200小時(shí)、300小時(shí)、500小時(shí)，觀察老化200h后，IMC厚度已有一定的增長(zhǎng)，但不明顯，并且整個(gè)界面相對(duì)較平，未發(fā)現(xiàn)有較大塊IMC突起的現(xiàn)象。隨著老化時(shí)間的推移，當(dāng)達(dá)到500小時(shí)，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