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空洞对BGA焊点可靠性有何影响

454398 来源:众焱电子 作者:众焱电子 2021-03-23 17:38 次阅读

BGA空洞一直是一个有争议的问题,一种观点认为空洞位置是一个应力集中点,会影响焊点的机械特性,降低焊点的强度、延展性、蠕变和疲劳寿命;同时也会形成过热点,降低焊点的可靠性。

但另一种观点认为,空洞可以中止焊点中裂纹的扩展,对裂纹的蔓延有抑制作用,如下图所示。这两种观点都有一定的道理,为了更好地理解空洞对BGA焊点可靠性的影响,了解一下电子加工行业内对BGA空洞的接受标准。

空洞可以终止焊点裂纹的扩展示意图

IBM公司:BGA焊点中空洞超过20%(面积比)对焊点的可靠性是有威胁的,15%(面积比)为空洞允收的最大值;旭电公司(已被伟创力收购):25%(面积比)是可以接受的空洞最大值;戴尔公司:在温度循环失效试验中,六或七个空洞(占焊点直径的20%)产生50%的性能降低,四个空洞(16%面积比)作为可以接受标准;摩托罗拉:从可靠性角度来看,空洞低于24%(面积比)是可以接受的;通用仪器:空洞控制的上限是15%(面积比)。

总结电子加工行业的验收标准,比较一致的看法是:空洞在焊点中所占的比例低时可以接受;空洞比例(面积比)在15%-25%是可以接受的;但过多的空洞是有害的,这里所指的空洞主要指BGA组装过程中产生的空洞,BGA植球过程中形成的空洞是可以忽略的,因为植球过程中形成的空洞在回流焊接时往往会消失或重新分布。

同时,BGA空洞在焊点中的位置是非常重要的一个因素,界面处的空洞对BGA焊点的可靠性影响要远远大于焊点中间位置的空洞,如下图所示。

空洞位于BGA焊点的不同位置对可靠性的影响是不同的

IPC-7095 Design and. Assembly Process. Implementation for BGAs(BGA的设计和组装工艺的实施)中关于BGA空洞接受标准要求如下表1所示,关于电子产品的分级标准见IPC-610系列标准:

o4YBAGBZtsCAOF1IAAB_HK9kBuI568.png

IPC-7095 关于不同级别电子产品空洞可接受标准的规定

由此可见,对于不同级别的电子产品,由于产品对长期可靠性和稳定性的要求不同,可以接受的空洞标准也不同,同时空洞在焊点中的位置不同接受标准也不同。

编辑:hfy

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