大尺寸BGA器件侧掉焊盘问题分析
摘要：本文通过对BGA器件侧掉焊盘问题进行详细的分析，发现在BGA应用中存在的掉焊盘问题，并结合此次新发现的问题，对失效现象进行详细的分析和研究，最终找到此类掉焊盘问题的根本原因，并提出改善措施。从验证结果看，通过改善措施可有效避免此类掉焊盘问题的发生，同时通过制定设计和选型规则，也可有效避免BGA器件再发生类似的应用问题。
关键词：大尺寸BGA、掉焊盘、溶蚀、镀层、阻隔层
01 引言
随着全新的无铅制造工艺的导入，以及电子产品的发展，导致大量无铅电子产品的质量与可靠性问题产生，出于降成本、高速等各方面的影响，材料和工艺也发生了一些变化，在这些变化下可能隐藏着发生了一些新的失效问题。怎么发现和解决解决这些问题，是工艺改善的难点。本文从BGA掉焊盘的案例的细节出发，发现并找到失效的根本原因，通过复现失效现象和验证改善措施的有效性，以解决此类问题，并避免后续新选型的元器件再发生此类问题。
02 概述
某通讯产品的基带处理芯片，全年总共失效器件698个（高峰期大约每月更换器件数量116个），由于器件失效造成的金额损失高达130万（平均每月21万）。从失效现象看，主要表现如下：
由以上图片可以看出：BGA器件侧焊盘已经脱落。焊盘的脱落可确定是造成本次失效率高的原因。为解决当前此基带芯片的掉焊盘问题，找到掉焊盘原因，避免新开发型号及后续型号基带芯片的使用再出现类似问题，进行本次掉焊盘问题的分析研究。
03 试验说明
3.1试验方案1）根据失效现象，寻找掉焊盘的原因及具体工序，并验证找寻工艺参数。2）根据业内了解的信息，了解可采用的工艺改善措施。3）对新款BGA芯片进行改善及评价改善结果。3.2试验流程
3.2.1 失效检查通过对失效样品的显微检查，发现此款BGA的Substrate采用的是SMD焊盘，掉焊盘的元器件大部分在阻焊下存在一层Cu环，如下图，其中有些Cu环已经被拉出，可看到明显的阻焊破损。结合此现象，初步判定焊盘中心部分已经被溶蚀掉，并可能同时还承受了一定应力。