无铅焊点可靠性”您了解多少？

ACT International公司将于2017年3月31日举办“2017一步步新技术研讨会 —— 深圳会议”，会议以智能工厂及先进的电子制造工艺、PCBA工艺的探讨为主题。美信检测作为战略合作伙伴携手此次研讨会，研发中心负责人王君兆作为演讲嘉宾参与主题演讲，对无铅焊点可靠性进行专业讲解，王君兆讲师在电子封装、组装领域有多年的产品研发、工艺开发经验，对无铅焊点的可靠性分析有着独到的见解。

时间：2017年3月31日

地点：深圳圣淘沙酒店翡翠店

讲师介绍

王君兆 研发中心负责人 工学硕士，毕业于哈尔滨工业大学，电子封装与组装专业。 在电子封装、组装领域有多年的产品研发、工艺开发经验。

• 中国机械工程学会失效分析分会失效分析专家 • IPC China Apex 4-14CN 工作组专家 • 国外核心期刊《Journal of Materials Processing Technology》发表论文： ① Evolution of the bulk microstructure in 1100 aluminum builds fabricated by ultrasonic metal welding.②  Electronic packaging technology and high density packaging • (ICEPT-HDP)会议论文： ① Microstructure evolution of 1100 Al alloy multi-foils during ultrasonic additive manufacturing.

演讲内容

无铅焊点可靠性的一点见解：

1. 焊接工艺机理解析；

2. 与界面润湿相关的焊点失效案例分享；

3. 与界面金属间化合物相关的焊点失效案例分享；

4. 焊点疲劳失效机理解析；

5. 几种重要的失效分析方法介绍。

没有实践就没有发言权

王君兆讲师在电子封装、组装领域有多年的产品研发、工艺开发经验，其实践案例具有很强的指导性。以下是关于“混装BGA焊点开裂不良失效分析”的案例解析：

针对某混装工艺的PCBA上BGA器件发生功能不良，本案例通过CT扫描、切片分析初步确定造成器件功能不良的原因主要为BGA焊点开裂，后续通过进一步理化分析和结构分析发现更多原因。

1. 案例背景

送检样品为某款PCBA板，上面BGA封装的CPU发生功能失效，初步怀疑为焊接问题导致。该BGA焊点使用锡膏为有铅锡膏，BGA值球为无铅，PCB焊盘为ENIG工艺。

2. 分析方法简述

通过对器件焊点进行切片分析，如图2所示，BGA焊点在焊盘端和器件端均存在开裂现象，但大部分焊点开裂主要发生在器件端界面。

图1 焊点切片金相示意图
图2 失效焊点SEM图片

图3 NG样品外观观察图片

3. 结果与讨论

由上述测试分析可知，导致失效样品失效的直接原因为CPU上四周焊点发生开裂，而焊点开裂的原因与两方面相关：（1）焊点上界面存在较多Pb偏析和锡金合金，致使界面机械性能弱化；（2）部分焊点下界面存在富P层偏厚现象，致使界面机械性能弱化（3）样品在后续装配过程中，受较大机械应力。

混装工艺中，由于为无铅和有铅焊料混合封装，Pb偏析和界面的锡金合金在中不可避免，可通过焊接工艺曲线的控制来减少Pb偏析，界面的锡金合金过多与芯片端焊盘的金层过厚相关，后续可重点减小装配时的机械应力，并适当的优化工艺曲线来避免失效的发生。

美信检测通过举办各种专业技术研讨会，邀请相关行业人士进行技术交流，技术工程师现场对经典案例进行分析讲解，为企业产品品质的优化提供专业的技术指导。

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