基于染料渗透试验的BGA焊点失效分析.pdf

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1、制造技7Ⅳ工艺装备现代制造工程(ModemM粕u‰t证ngE-lgin∞ring)2016年第10期基于染料渗透试验的BGA焊点失效分析+吴尘，陈伟元(苏州市职业大学电子信息工程学院，苏州215104)摘要：对基于染料渗透试验的球栅阵列(BGA)焊点检测方法进行了阐述，通过试验，利用焊点失效模型和焊点开裂面积占比图分析了BGA焊点失效原因并提出改进意见，试验表明，染料渗透试验能全面地反映出BGA焊点的实际质量情况，是一种有效的焊点质量分析技术，能为产品后续的研发或质量改进提供参考。关键词：染料渗透试验；BGA焊点失效；失效模型；开裂面积；质量分析中图分类号：’I№05

2、．94；M文献标志码：A文章编号：167l-3133(2016)10珈111—04DOI：10．1673l／j．cIlki．167l一3133．2016．10．023Fanu心距alysis0fBGA酬【derj曲ltsba∞dondyepe耻的tetl刚驾WuChen．ChenWeiyuan(DepanmentofElec咖nics＆InfbmationEn舀neering，SudlouVoc撕onalUnive璐ity，Suzllou215104，Ji锄gsu，Chi弛)Abstmd：711lei璐pectingmethodofBGAsolderjointsb∞e

3、dondyepe鹏tratetestingisdiscussed．7I‰u曲experime心，tlle黼l-uremodesamsnldiedbyusing缸lingmodels瓶d啪ckingsizem叩s，tllenimproved∞ti∞scoIIldbeavail枷e．Thjs唧erim∞tshowedt}latactualsitllali∞oftllequalit)rofBGA80L晒jointscoIlldbecomp弛h唧iv由础ectedindyepenen叭et∞ting．1KsmetIlodis蚰effectivequ8lityanalysist

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5、eywords：dyep朗ehati∞test；BGAsolderjoints缸lure；f砌ummode；cr∞ksi舱；quali哆明alysis0引言染料渗透试验是检验电子元器件表面贴装(Su击ceMountedTechnolog)r，sMT)是否有虚焊或者开裂的一种测试方法，通常被运用在检测印刷电路板组装(PcBAssembly)中的球栅阵列(BallG谢Ar．ra、，，BGA)封装芯

6、片的表面贴装质量上。由于在实际试验过程中常采用红墨水，因此又被称为红墨水测试法。染料渗透试验的原理是利用液体具有渗透性的特点，可以渗透到焊接点的缝隙从而判断焊接点是否完好，并能通过试验结果中开裂的焊点表面状况判断失效原因是先天的焊接不良还是后天使用不当造成的。特别在移动电子设备的部分可靠性试验中，例如跌落和振动试验后，当产品发生电气性不良时，染料渗透试验可以用来分析失效原因，为产品后续的研发或质量改进提供参考。1试验方法1．1试验流程首先使用专用的溶剂去除剂清洗掉BGA焊点周围残留的焊剂，因为这些残留物中的树脂类或松香物质会妨碍染料的渗透，随后将电路板上的被测器件放人

7、容器中，浸入红墨水染料，接下来将容器抽真空，这样可以使残留在缝隙或开裂处的气体排出，从而使红墨水渗透进去，染色后的器件放入温度为100。c的烘箱中烘干，使用工具将染色后的器件分离，随后使用立体或金相显微镜观察分离后的器件表面和PCB板表面，最后对染红的焊点界面进行拍照，并将结果记录在焊点失效分布矩阵表中⋯。·江苏省高校科研成果产业化推进项目(mB2012．75)；苏州市科技计划项目(应用基础研究计划)(sYG201246)；苏州市职业大学校级科研项目(SVU2015CGCX04)1112016年第10期现代制造工程(M0demMaIlufact嘣ngEn舀neerin

8、g)1．2焊点失效模型图1所示为染料渗透试验的BGA焊点失效模型，通过试验结果找到BGA焊点中开裂处存在的界面，该模型共有4个焊点失效类别，它们的定义为：Type1即器件衬底与器件焊盘开裂；Type2即BGA焊球与器件焊盘开裂；Type3即BGA焊球与PCB焊盘开裂；Type4即PCB焊盘与PCB基板开裂。个焊点开裂面积类别，分别是：TypeA即开裂面积占整个焊球面积的1％一25％；T)rpeB即开裂面积占整个焊球面积的26％～50％；Typec即开裂面积占整个焊球面积的51％～75％；TypeD即开裂面积占整个焊球面积的76％一100％。通过焊点失