隨著便攜式電子元器件向輕、薄、短、小發(fā)展，具有引線間距大、長(zhǎng)度短特點(diǎn)的 BGA 封裝技術(shù)廣泛應(yīng)用于微電子封裝。BGA 封裝是在基板背面制球形觸點(diǎn)作引腳、正面裝配芯片的表面貼裝技術(shù)。因 BGA 封裝元器件失效后難修復(fù)，推導(dǎo)其焊接失效模式和原理、避免應(yīng)用中失效十分重要。BGA 焊接失效種類多，如焊料空洞失效等。為研究其失效機(jī)理，常通過人為加載進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，如剪切應(yīng)力測(cè)試等；也有學(xué)者采用有限元分析、熱循環(huán)和剪切應(yīng)力測(cè)試等方法。由于冷熱沖擊試驗(yàn)可通過快速溫度變化率和長(zhǎng)時(shí)間高低溫停留段更準(zhǔn)確研究 BGA 失效模式，所以采用冷熱沖擊方式對(duì)無鉛焊接的 BGA 進(jìn)行失效分析。

試驗(yàn)設(shè)備：環(huán)儀儀器 冷熱沖擊箱

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：JEDEC

試驗(yàn)參數(shù)：

從35℃開始以90C/min的溫度改變率上升到125℃，在此停留15min，然后再降到-65℃，在-65℃同樣停留15 min,這樣，以-65~+125℃為一個(gè)循環(huán)，冷熱沖擊試驗(yàn)溫度循環(huán)。通過600個(gè)循環(huán)后，停止冷熱沖擊試驗(yàn)，將樣品靜置30min后取出，通過拋磨的方式做成切片。

試驗(yàn)結(jié)果：

通過冷熱沖擊試驗(yàn)對(duì)BGA封裝進(jìn)行了可靠性測(cè)試，在通過600個(gè)循環(huán)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，由于焊料的CTE與焊球和焊盤的CTE不匹配，導(dǎo)致焊料在高速的溫度變化率和長(zhǎng)久的高低溫段的停留中，應(yīng)力未能完全釋放而形成空洞和晶格缺陷。PCB板的制作過程中在板面遺留下來的物質(zhì)會(huì)在熱應(yīng)力下被氣化而導(dǎo)致焊盤與基材之間連接不牢靠而造成分離。另外，焊料會(huì)與經(jīng)過沉Ni/Au處理的焊盤表面的物質(zhì)相互擴(kuò)散，從而降低它們之間的連接能力，使BGA失效。

如有試驗(yàn)疑問，可以咨詢“環(huán)儀儀器”技術(shù)人員。