BGA空洞一直是一個(gè)有爭(zhēng)議的問題,一種觀點(diǎn)認(rèn)為空洞位置是一個(gè)應(yīng)力集中點(diǎn),會(huì)影響焊點(diǎn)的機(jī)械特性,降低焊點(diǎn)的強(qiáng)度、延展性、蠕變和疲勞壽命;同時(shí)也會(huì)形成過熱點(diǎn),降低焊點(diǎn)的可靠性。
但另一種觀點(diǎn)認(rèn)為,空洞可以中止焊點(diǎn)中裂紋的擴(kuò)展,對(duì)裂紋的蔓延有抑制作用,如下圖所示。這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理,為了更好地理解空洞對(duì)BGA焊點(diǎn)可靠性的影響,了解一下電子加工行業(yè)內(nèi)對(duì)BGA空洞的接受標(biāo)準(zhǔn)。
空洞可以終止焊點(diǎn)裂紋的擴(kuò)展示意圖
IBM公司:BGA焊點(diǎn)中空洞超過20%(面積比)對(duì)焊點(diǎn)的可靠性是有威脅的,15%(面積比)為空洞允收的最大值;旭電公司(已被偉創(chuàng)力收購(gòu)):25%(面積比)是可以接受的空洞最大值;戴爾公司:在溫度循環(huán)失效試驗(yàn)中,六或七個(gè)空洞(占焊點(diǎn)直徑的20%)產(chǎn)生50%的性能降低,四個(gè)空洞(16%面積比)作為可以接受標(biāo)準(zhǔn);摩托羅拉:從可靠性角度來(lái)看,空洞低于24%(面積比)是可以接受的;通用儀器:空洞控制的上限是15%(面積比)。
總結(jié)電子加工行業(yè)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),比較一致的看法是:空洞在焊點(diǎn)中所占的比例低時(shí)可以接受;空洞比例(面積比)在15%-25%是可以接受的;但過多的空洞是有害的,這里所指的空洞主要指BGA組裝過程中產(chǎn)生的空洞,BGA植球過程中形成的空洞是可以忽略的,因?yàn)橹睬蜻^程中形成的空洞在回流焊接時(shí)往往會(huì)消失或重新分布。
同時(shí),BGA空洞在焊點(diǎn)中的位置是非常重要的一個(gè)因素,界面處的空洞對(duì)BGA焊點(diǎn)的可靠性影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊點(diǎn)中間位置的空洞,如下圖所示。
空洞位于BGA焊點(diǎn)的不同位置對(duì)可靠性的影響是不同的
IPC-7095 Design and. Assembly Process. Implementation for BGAs(BGA的設(shè)計(jì)和組裝工藝的實(shí)施)中關(guān)于BGA空洞接受標(biāo)準(zhǔn)要求如下表1所示,關(guān)于電子產(chǎn)品的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見IPC-610系列標(biāo)準(zhǔn):
IPC-7095 關(guān)于不同級(jí)別電子產(chǎn)品空洞可接受標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
由此可見,對(duì)于不同級(jí)別的電子產(chǎn)品,由于產(chǎn)品對(duì)長(zhǎng)期可靠性和穩(wěn)定性的要求不同,可以接受的空洞標(biāo)準(zhǔn)也不同,同時(shí)空洞在焊點(diǎn)中的位置不同接受標(biāo)準(zhǔn)也不同。
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