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BGA 板级组装的可靠性系列图6漏植焊料球封装翘曲在再流焊接过程中,BGA器件封装产生翘曲变形，如图7所示。
最严重的是封装低端出现翘曲（凹形）。
焊料球引脚和焊膏之间没有发生润湿，焊膏和BGA焊料球各自再流。
在某些情况下，这种缺陷可能与相邻拉长变形的焊点（柱状）有关。
1. BGA定位在焊膏上。
2.BGA翘曲，焊料球和焊膏熔融，两者无接触。
3.冷却后，焊膏固化，且导致熔融焊料球上出现凹痕。
图7 BGA封装翘曲导致的焊点变形机械应力在SMT组装过程，印制板弯曲变形或在线测试产生的机械应力是十分普遍的。
BGA的封装尺寸增大，拐角焊点承受的应力越来越明显。
在BGA封装底部和周边焊点检测已成为可接受的方法，但探针和真空压力导致的机械应力有时被忽略。
由机械应力引起的缺陷对焊点可靠性存在潜在的危害，这一点是很重要的。
强度最低的界面是容易断裂的界面，这种故障特征可能是不同的。
裂缝是在BGA焊料球内或与PCB或是封装的界面间产生的，或是在焊盘与印制板分离。
图8所示，因过大的机械应力造成的拐角焊盘抬起分离。
BGA焊点的牢固性与承受的机械应力与下面因素相关：·BGA位置·PCB厚度·堆栈·焊盘尺寸·刚性机理·焊料量图8焊盘与印制板分离（BGA拐角部位）采用较大的拐角焊盘，增大焊盘面积和封装底层填料来提高牢固性，或采用适当的夹具或工具等方法，对于防止焊点破裂在实践中是可行的。
l 再流不充分BGA焊料球引脚未获得到足够的热量，使让其再流熔融，如图9所示是再流不充分的结果、焊料球没有达到能与焊盘上焊膏结合的再流温度所造成的缺陷。
图9再流不完全的焊点缺陷影响可靠性的重要因素封装技术阵列球引脚器件的种类繁多，封装采用了各种不同的材料。
大多数商品化的阵列器件使用塑料封装和增强型刚性有机封装基板互连材料。
封装与印制板的互连，采用金属化焊垫或球形焊料合金引脚。
为了降低封装高度，使用焊垫栅阵列（LGA）封装的IC，球栅阵列（BGA）将小的焊料合金球用于互连系统。
科技风2020年8月机械化工DOT10.19392/ki.1671-7341.202024088 BGA焊接可靠性分析及工艺改进李晓明焦超锋任康中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所陕西西安710065摘要：随着电子产品的升级，为了实现电子产品的微型化、网络化和高性能，电子产品的组装技术，需要进一步的发展。
BGA焊接正是在电子产品组装中，发挥了重要的作用。
然而，从实际情况来看，BGA焊接可能从多个方面，造成芯片固定管脚断裂等焊接方面的问题。
本文从影响焊接可靠性因素的方面，进行BGA焊接可靠性的分析,进一步的提出BGA焊接的工艺改进措施，实现焊接质量问题的防范。
关键词:焊接技术;BGA焊接；焊接工艺-、BGA焊接工艺简介BGA焊接，根据焊接封装材料的区别，可以将其划分为塑胶和陶瓷两个类别。
这两个类别分别为PBGA塑胶焊球、CBGA陶瓷焊球，随着技术的发展，目前也有TBGA载带型球阵列焊接。
PBGA的是最为常见的BGA技术，其使用材质为焊锡 球，从成本来看，成本低廉，且焊接容易，在回流焊过程中，焊球能够实现自主的校准，电学性能能够较好的实现。
但是，由于封装采用塑料材质，对于环境中湿气较为敏感，容易受潮。
因此，对气密性要求较高的封装焊接，不适用于PBGA。
同时，焊接前普通元器件，需要在八小时内完成焊接使用，否则受潮后容易导致元器件吸附水分，元器件氧化，导致在焊接过程元器件不能充分清除氧化物，产生虚焊、假焊的缺陷。
二、影响BGA焊接可靠性的因素(1)物料因素。
BGA物料，在焊接过程中岀现实效或焊接不良的情况,就会导致焊接可靠性下降。
例如BGA物料焊锡球脱落，或者焊锡球岀现裂纹等质量问题等。
物料的因素，会导致焊接后的焊点，与芯片元件岀现分离空洞。
(2)环境因素。
如采用PBGA完成焊接，可能由于湿度敏感问题，导致BGA出现失效的情况。
或者,在焊接环境下，静电的出现,也有可能导致出现静电击穿的情况，导致BGA焊接可靠性下降。
复旦大学硕士学位论文球栅阵列BGA封装焊球的力学可靠性分析及预测姓名：祁波申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：王家楫20070425复日大学１＝掌硕』＋学位论空区。
整个回流焊时间约７至８分钟。
样品的冷却在常温下进行。
２．４，２ＳＭＴ后Ｂ６Ａ封装样品的检测ＢＧＡ样品完成ＳＭＴ后，须进行电学性能测试、Ｘ－ｒａｙ观察等ＳＭＴ后检测工作，检查样品回流焊的质量，是否有桥接、未对准、开焊、焊球丢失等缺陷，检测合格的样品才能进行下面的可靠性力学试验。
１１电学检测用ＰＣ９Ｄ型数字微欧姆计测量ＢＧＡ样品的焊球串联电阻值，检验ＢＧＡ焊点的ｄａｉｓｙ．ｃｈａｉｎ串联情况，确保ＢＧＡ焊球都与其对应ＰＣＢ板焊盘具有良好的电气连接。
２）ＯＭ检测并从ＳＭＴ合格的ＢＧＡ样品中，选取ＰｂＳｎ、ＳｎＡｇＣｕ样品各一个作为试验的原始参照样品。
对其进行ｃｒｏｓｓ．ｓｅｃｔｉｏｎ分析（见图２．７），观察ＢＧＡ封装焊点．ＰＣＢ板间的互连结构、焊料与ＰＣＢ板Ｃｕ焊盘的浸润情况，并对焊点的形状及尺寸进行测量，为后期计算机模拟提供试验参数依据。
图２．７ＢＧＡ焊点．ＰＣＢ板间互连结构的ＯＭ图（左ｌｇｌｘｌ００，右１蛩ｘ２００）３１Ｘ—ｒａｙ透射显微镜检测由于ＢＧＡ器件的焊球在封装体的下面，回流焊到ＰＣＢ板后，传统的ＯＭ仅能对其外围焊球情况进行观察，要判断ＢＧＡ内部的焊接质量，就必须使用Ｘ－ｒａｙ透射显徼镜（见图２．８）。
ａ．良好的焊点对准情况ｂ．部分焊点未对准图２．８ＢＧＡ封装所有焊点的Ｘ－ｒａｙ图第三章可靠性试验的结果及焊点失效分析染色的焊球样品照片。
图３．３显示了拉断后ＰＣＢ焊接界面的断口形貌。
图３．２３６００９跌落失效焊球荧光染色照片图３．３拉断后ＰＣＢ焊接的断口形貌由图中观察到，焊点断口出出现条状的疲劳条纹，同时呈现出被荧光染色剂渗透的结果。
说明ＢＧＡ焊点与焊盘之间存在缝隙，染色剂才会渗透进去；另一方面拉脱元件时，其脱落位置除了少数为ＢＧＡ焊盘断裂外，大部分均脱落在ＢＧＡ焊球与ＰＣＢ焊盘的界面，这初步说明ＰＣＢ焊盘的焊接强度不够理想，在一定程度的外界应力作用下会产生裂纹。
三维叠层CSP/BGA封装的热分析与焊点可靠性分析的开题报告一、研究背景随着电子封装技术的不断发展，三维叠层CSP/BGA封装成为电子封装的趋势之一。
三维叠层CSP/BGA封装具有尺寸小、重量轻、高集成度、高可靠性等优点，被广泛应用于手机、电脑、智能家居等电子产品中。
然而，由于其内部组件密度高、热量集中、焊接强度难以保障等问题，三维叠层CSP/BGA封装在工作过程中存在着热失配、焊点开裂、老化降解等问题，严重影响着其可靠性与性能。
二、研究内容针对三维叠层CSP/BGA封装的热失配、焊点可靠性等问题，本研究拟进行以下研究内容：1、三维叠层CSP/BGA封装的热分析。
通过有限元仿真等方法，对三维叠层CSP/BGA封装中的热传导、传递、散热等问题进行分析。
2、三维叠层CSP/BGA封装的焊点可靠性分析。
利用非析出强化钎料（SAC）等现代焊接材料，对三维叠层CSP/BGA封装的焊接工艺进行改进，提高焊点的可靠性与耐久性。
3、三维叠层CSP/BGA封装的寿命评估。
通过实验方法对三维叠层CSP/BGA封装的寿命进行评估，检测其在高温、高湿、低温等环境中的老化情况，分析其寿命曲线，并提出改进措施，以提高其寿命与可靠性。
三、研究意义1、为三维叠层CSP/BGA封装的热失配、焊点可靠性等问题提出解决方案，可提高其可靠性与性能，推动电子封装技术的进一步发展。
2、为电子产品的质量、性能提供保障，提高其市场竞争力。
3、为相关厂家提供技术支持，促进电子封装行业技术的进步。
四、研究计划第一年：对三维叠层CSP/BGA封装进行热分析，建立有限元模型，分析其热传导、传递、散热等问题，优化其散热结构。
第二年：改进三维叠层CSP/BGA封装的焊接工艺，提高焊点的可靠性与耐久性，开展其力学性能测试。
第三年：对三维叠层CSP/BGA封装的寿命进行评估，分析其寿命曲线，提出改进措施，为电子产品的生产提供参考。
第四年：撰写论文，发表学术论文，申请专利。
实现BGA的良好焊接工艺随着电子技术的发展，电子元件朝着小型化和高度集成化的方向发展。
BGA元件已越来越广泛地应用到SMT装配技术中，并且随着 BGA和CSP的出现，SMT装配的难度愈来愈大，工艺要求也愈来愈高。
由于BGA的返修难度颇大，故实现BGA的良好焊接是放在所有SMT工程人员面前的一个课题。
BGA的保存及使用环境:BGA元件是一种高度的湿度敏感元件，所以BGA必须在恒温干燥的条件下保存，操作人员应该严格遵守操作工艺流程，避免元器件在装配前受到影响。
一般来说，BGA的较理想的保存环境为20℃~25℃，湿度为小于10%RH（有氮气保护措施更佳）。
大多数情况下，在元器件的包装未被打开前会注意到BGA的防潮处理，同时也应该注意到元器件包装被打开后用于安装和焊接的过程中不可以暴露时间过长，以防止元器件受到影响而导致焊接质量的下降或元器件的电气性能的改变。
表1湿度敏感的等级分类，它显示了在装配过程中，一旦密封的防潮包装被打开，元器件必须被用于安装、焊接的相应的时间。
一般说来，BGA属于5级以上。
如果在元器件储藏于氮气的条件下，那么使用的时间可以相对延长。
大约每4~5小时的干燥氮气的作用，可以延长1小时的空气暴露时间。
在装配的过程中常常会遇到这样的情况，即元器件的包装被打开后无法在相应的时间内使用完毕，而且暴露的时间超过了规定的时间。
那么在下一次使用之前为了使元器件具有良好的可焊性，建议对BGA元件进行烘烤。
烘烤条件如下：温度一般为125 ℃（请参考元器件供应商提供的数据），相对湿度≤60% RH。
烘烤的温度最好不要超过125 ℃，因为过高的温度会造成锡球和元器件连接处金相组织的变化。
当这些元器件进入回流焊的阶段时，容易引起锡球与元器件封装处的脱节，造成SMT装配的质量问题，却会被认为是元器件本身的质量问题造成的。
但如果烘烤的温度过低，则无法起到除湿的作用。
在条件允许的情况下，建议在装配前将元器件烘烤一下，有利于消除BGA的内部湿气，并且提高BGA的耐热性，减少元器件进入回流焊受到的热冲击对器件的影响。
对BGA封装技术中锡球焊接可靠性的研究在半导体微电子封装中,BGA产品的锡球焊接点的断裂是最容易发生失效的情况。
无铅锡球的焊接点要比含有铅的锡球接点来的硬且脆,前者容易存电子元件的动态状态下因为冲击能量的因素而断裂,从而造成电子元件的失效,这对于半导体封装行业是一个很大的挑战,为此如何提升无铅焊接点在动态负荷下的可靠度已经成为相当热门的研究方向。
本论文主要是根据JEDEC Standard JESD22-B111中的“Board Level DropTest Method of Components for Handheld Electronic Products”以及JESD22-B110中的“Subassembly Mechanical Shock”,利用掉落试验机在1500G 的冲击环境之下对SnAgCu、SnCu以及SnAg合金进行可靠度测试,并和63Sn37Pb 合金锡球进行比较,之后借助电子显微镜和红染料试验来观察裂缝分布情形进行失效分析。
最后用韦伯分析方法对试验结果作进一步的平均失效时间MTTF预测,我们发现含有Sn、Cu、Ag成分的无铅锡球的寿命将要高于含铅锡球,也就是说在同为1500G的冲击环境下,以上成分的无铅锡球对于抵抗冲击的能力都比当前常用的含铅锡球强。
经过对失效器件的观察和分析后发现锡球的裂缝产生的位置集中在介金属化合物IMC(Intermetallic Compound)上,同时也发现封装体中锡球焊接点的断裂位置主要集中在外围角落的地方,并由外向内分布。
本文通过实验来认证最佳成分的锡球,从而起到封装过程中尽量使用的目的。
制导与引信GUIDANCE / FUZE第41卷第3期2020年9月Vol. 41 No. 3Sep 2020文章编号：1671-0576(2020)03-0046-04LGA 器件焊接可靠性工艺技术研究季磊，谢小彤，薛冰，刘贺，吴朗(上海无线电设备研究所,上海201109)摘 要：针对栅格阵列封装(Land Grid Array Package,LGA )器件焊接不良的问题,分析了不同尺寸和形状的钢网开孔设计以及不同的焊接方法对LGA 焊接性能的影响，确定最优 的焊接工艺参数。
研究表明：0.8 mm 开孔尺寸的钢网保证了 LGA 焊接后焊料铺展的均匀性，采用真空汽相焊的方式可以极大地降低焊点的气孔率，实现LGA 高可靠性的焊接#关键词：LGA 器件；焊接可靠性；气孔率；真空汽相焊中图分类号：TG44 文献标志码：ADOI ： 10.3969/j.issn.1671-0576.2020.03.008Research on Welding Reliability Technologyof LGA Package DeviceJI Lei , XIE Xiao-tong , XUE Bing , LIU He , WU Lang (Shanghai Radio Equipment Research Institute, Shanghai 201109 , China)Abstract ： Aiming at the problem of poor welding performance of land grid arraypackage device, the causes are analyzed. The different sizes and shapes of steel mesh and thedifferent welding methods are adopted to explore their influence on LGA welding performance. The optimal welding process parameters were determined. The results show that 0. 8mm steel mesh ensures the uniformity of solder spreading after LGA welding.Vacuum vapor welding can greatly reduce the porosity of solder joints , realize LGA high reliabilitywelding.Key words : LGA device ； welding reliability ； porosity ； vacuum vapor welding0 引言随着互联网信息化的不断进步，电子信息产收稿日期：2020-05-23作者简介：季 磊(1993-),男，硕士，助理工程师，主要从事电子装联技术研究。
BGA焊点可靠性研究综述Review of Reliability of BGA Solder Joints陈丽丽,李思阳,赵金林（北京航空航天大学,北京100191）Chen Li-li,Li Si-yang,Zhao J in-lin(College of Reliability and System Engineering,Beihang University,Beijing100191）摘要：随着集成电路封装技术的发展，BGA封装得到了广泛应用，而其焊点可靠性是现代电子封装技术的重要课题。
该文介绍了BGA焊点可靠性分析的主要方法，同时对影响焊点可靠性的各因素进行综合分析。
并对BGA焊点可靠性发展的前景进行了初步展望。
关键词：有限元；焊点；可靠性；BGA中图分类号：TN305.94文献标识码：A文章编号：1003-0107(2012)09-0022-06 Abstract:With the development of IC packaging technology,BGA is widely used,the reliability of its sol-der joints has became an important subject of modern electronic packaging technology.In this paper,a common method to analysis the reliability of BGA solder joints is introduced,various parameters which were displayed and the factors of influence on the solder joints,reliability were analyzed simultaneity. Based on above,we have an expectation of development foreground of the reliability of BGA solder joints.Key w ords:finite element;solder joint;reliability;BGACLC num ber:TN305.94Docum ent code:A Article ID：1003-0107(2012)09-0022-060引言近年来，高功能，高密度，高集成化的BGA封装技术成为主流的封装形式，其焊点可靠性是现代电子封装技术的重要课题。
学号：题目类型：论文(设计、论文、报告)桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计(论文) 题目：热循环条件下PBGA焊点的可靠性分析与优化学院：机械与控制工程学院专业(方向)：机械设计制造及其自动化（设计）班级：学生：指导教师：2011年 5 月 30 日桂林理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即:本科生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林理工大学。
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口不保密。
同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览;同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入NKI 《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。
(请在以上相应方框内打“了”)作者签名: 日期：指导教师签名: 日期:作者联系电话: 电子邮箱:联系地址(含邮编):II摘要选取焊点高度、焊点直径、引脚间距三个形态结构参数作为关键因素，采用水平正交表L9（34）设计9种不同形态结构参数组合的塑料封装球栅阵列（Plastic Ball Grid Array, PBGA）器件焊点，建立9种PBGA焊点的三维有限元分析模型，并进行热循环条件下的应力应变有限元分析，得到9种不同形态结构参数的PBGA焊点的应力应变数据，针对应力应变数据进行极差分析与方差分析。
BGA焊點的缺陷分析與工藝改進［摘要］:本文將結合實際工作中的一些體會和經驗，就BGA焊點的接收標準、缺陷表現及可靠性等問題展開論述，特別對有有爭議的一種缺陷洞進行較爲詳細透徹的分析，並提出一些改善BGA焊點質量的工藝改進的建議。
[A bstract] :The acceptable criterions, solder defects and reliability of BGA solder joint are discussed here. Es-pecially a disputed defect behave, void,will be analuzed detailed. Some suggestions of improving BGA soldetjoint quality will be also put forward.BGA器件的應用越來越廣泛，現在很多新産品設計時大量地應用這種器件，由於衆所周知的原因，BGA的焊接後焊點的質量和可靠性如何是令很多設計開發人員、組裝加工人員頗爲頭痛的問題。
由於無法用常規的目視檢查B GA焊點的質量，在調試電路板發現故障時，他們經常會懷疑是BGA的焊接質量問題或BGA本身晶片的原因，那麽究竟什麽樣的BGA焊點是合格的，什麽樣的缺陷會導致焊點失效或引起可靠性問題可靠性問題呢？本文將就BGA焊點的接收標準、缺陷表現及可靠性等問題展開論述，特別對有爭議的一種缺陷空洞進行較爲透徹的分析。
1.BGA簡介BGA是一種球柵陳封裝的器件，它出現於20世紀90年代初，當時由於有引線封裝的器件引腳數越來越多，引線間距越來越小，最小的器件間距已經達到0.3mm(12mil), 這對於組裝來講，無論從可製造性或器件焊接的可靠性都已經達到了極限，出錯的機會也越來越大。
這時一種新型的球柵陣列封裝器件出現了，相對於同樣尺寸的QFP器件，BGA能夠提供多至幾倍的引腳數(對於BGA來講其晶片下面的焊球就相當於引腳)而引腳的間距還比較大，這對於組裝來講是件好事，可以大幅度地提高焊接合格率和一次成功率。
双面再流焊过程中BGA焊点开裂问题的工艺研究发布时间：2023-05-30T09:53:56.169Z 来源：《中国建设信息化》2023年6期作者：张涓王志华[导读] 摘要：随着电子元器件封装的不断发展，BGA封装器件在军工行业的产品中得到广泛应用。
BGA（Ball Grid Array）具有安装高度低、引脚间距大、引脚共面性好的特点，在工作时芯片温度更加容易接近环境温度，电气性能更加优越。
BGA组装主要在双面表面贴装的印制板组件上进行焊接，一般首先焊接印制板底面（Bot面）的元器件，然后再焊接印制板顶面（Top面）的元器件，印制板组件在过再流焊时，由于高温及重力作用，印制板组件会发生向下的弯曲变形，这种变形会导致布局在印制板上的BGA因热应力而开裂。
通过判读BGA 焊点断裂的裂纹形貌特征，我们把这种不良现象称为BGA焊点开裂。
摘要：随着电子元器件封装的不断发展，BGA封装器件在军工行业的产品中得到广泛应用。
BGA（Ball Grid Array）具有安装高度低、引脚间距大、引脚共面性好的特点，在工作时芯片温度更加容易接近环境温度，电气性能更加优越。
BGA组装主要在双面表面贴装的印制板组件上进行焊接，一般首先焊接印制板底面（Bot面）的元器件，然后再焊接印制板顶面（Top面）的元器件，印制板组件在过再流焊时，由于高温及重力作用，印制板组件会发生向下的弯曲变形，这种变形会导致布局在印制板上的BGA因热应力而开裂。
通过判读BGA焊点断裂的裂纹形貌特征，我们把这种不良现象称为BGA焊点开裂。
关键词：双面再流焊接过程；焊点开裂；研究引言在元器件的组装过程中，通常采用合金焊接工艺，其中在军用电子产品中主要使用锡铅焊料进行电气连接。
锡铅焊料能起到良好的润湿，并在焊点表面形成保护作用，提高产品的抗蚀性能，具有较强的机械性能。
印制板组件上的BGA主要焊接方式为再流焊，通过再流炉的加热系统生成高温度的热风将元器件焊接部位的焊料融化后与印制板焊盘连接。
