BGA/CSP器件焊点可靠性研究

BGA/CSP 焊点结构

BGA 和 CSP 能有效地减小电路板面积，但在焊点可靠性方面却存在一些问题，其根源来自于焊点的结构。图 2 是一个普通四方扁平 L 引脚封装 (QFP) 与 BGA 封装的焊点结构比较情况。

QFP 可以吸收大部份因温度变化造成的张力或因其引脚变形产生的应力，而 BGA/CSP 器件的应力则都集中在焊球上，因此可能会使焊点或电路板裂开而降低可靠性。对 BGA/CSP 焊点而言，跌落冲击在短时间产生的应力比由于温度变化而产生的长期应力所造成的危害更大。

我们在电路板上安装了好几种 BGA/CSP 封装器件，同时进行温度循环测试和跌落测试，大部份器件都能通过温度循环测试，但很多却无法通过跌落测试，出现问题的地方有的在器件上 , 有的在电路板上。

图 3 显示了可能会影响焊点结构和可靠性的几个因素，其中下列因素主要与 BGA/CSP 焊点有关：

1. 封装和电路板焊盘表面类型 ( 镍 / 锡镀层 )
2. 焊盘黏着力大小
3. 零配件材料
4. 焊球及焊点形状

本文主要介绍以焊球形状、封装结构、电路板焊盘和阻焊剂尺寸等为参数变量进行可靠性评估所得到的结论。