
这类不良主要发生在SMT组装回流焊过程中或之后。

虚焊/开路
现象: 焊球与焊盘未形成良好的冶金结合,电气连接开路或间歇性导通。
成因:
焊盘氧化或污染: PCB焊盘或元件焊球氧化、沾污(如手指油污)。
共面性差: PCB变形或BGA基板翘曲,导致部分焊球未接触焊盘。
回流温度不足: 峰值温度过低或液相线以上时间不足,焊料未充分熔化。
焊膏印刷缺陷: 对应焊盘上未印上焊膏。
检测: 电性能测试(飞针/测试座)失败,X-Ray可见焊球形状异常但未坍塌,声学扫描显微镜能看到界面分离。
桥接/短路
现象: 相邻两个或多个焊球之间被焊料连接,造成电气短路。
成因:
焊膏印刷不良: 焊膏量过多、塌陷或印刷偏移。
焊球间距过小: 设计本身间距(Pitch)太小。
回流焊参数不当: 升温速率过快导致焊膏飞溅,或热风流速过高吹动熔融焊料。
焊盘设计不合理: 阻焊层定义不准确,无法有效限制焊料流动。

冷焊
现象: 焊点表面粗糙、无光泽,呈颗粒状。机械强度弱,可靠性差。
成因: 回流焊温度曲线不佳,通常是峰值温度刚好在液相线附近,或回流时间太短,焊料未能良好熔融合并。
检测: 外观无法直接观察,需借助X-Ray(焊球形状不规则)或切片分析(界面IMC层不连续)。
枕头效应
现象: BGA焊球与PCB焊盘上的焊膏分别熔化,但未能融合在一起,中间被氧化膜隔开,形似一个枕头。
成因:
元件或PCB受潮: 回流时水分急剧挥发产生蒸汽,将元件抬起。
回流曲线问题: 预热区升温过快,焊膏助焊剂提前消耗殆尽,导致焊球氧化层无法被去除。
元件变形: 在回流过程中发生翘曲。
检测: 电测试可能通过也可能失效(接触不良),X-Ray下焊球轮廓可见但未坍塌,是隐蔽性极强的缺陷。

焊料空洞
现象: 焊点内部存在气泡或空隙。
成因:
1,焊膏中的助焊剂或溶剂挥发气体被截留。
2,元件或PCB焊盘上的镀层(如ENIG)问题导致“黑盘现象”,产生剧烈排气。
3,回流焊排气不畅。

电迁移
现象: 在高电流密度(>10^4 A/cm²)下,电子风推动金属原子定向迁移,导致阳极出现空洞(最终开路),阴极出现小丘/锡须(可能导致短路)。
影响: 在先进封装、小尺寸焊点、高功率器件中风险增加。
检测: 需要专门的可靠性测试和SEM分析。
锡须生长
现象: 从纯锡或高锡合金焊球表面生长出细长的锡晶须。(机理和预防见上一轮专题讨论)
危害: 可能造成相邻焊球桥接短路。
检测: 高倍光学显微镜或SEM。
焊点疲劳断裂
现象: 在温度循环或功率循环下,由于CTE不匹配,焊点反复受到剪切应力,最终在焊料内部或IMC界面处产生裂纹并扩展,导致开路。
位置: 通常发生在最外侧、角部的焊点,因为距离中性点最远,应变最大。
检测: 声学扫描显微镜或切片分析可见裂纹。
“黑盘”现象
现象: 特指使用ENIG表面处理的焊盘上,由于化学镀镍金工艺不当,在镍层表面产生富磷层或过度腐蚀,导致镍层脆化、可焊性极差。
危害: 焊接后焊点界面强度极弱,易发生脆性断裂,且常伴随大量空洞。
检测: 切片后做SEM/EDS分析,可见NiP层异常和脆弱的IMC层。

现象: BGA元件上个别焊球在贴装前就已丢失。
成因: 元件运输、搬运不当;包装方式不合理;或元件制造商生产缺陷。
检测: 光学检测或X-Ray可轻易发现。
基板翘曲
现象: BGA封装本身的基板(Substrate)发生弯曲变形。
成因: 基板材料(通常是BT树脂或ABF)与硅芯片、塑封料的热膨胀系数不匹配,在回流焊高温或温度循环中产生应力导致变形。
危害: 导致共面性差,引起枕头效应、虚焊等焊接问题。
检测: 3D X-Ray或光学共面性检测仪。
影响: 小空洞通常不影响电气性能,但会削弱机械强度和热传导性能。大空洞或位于电流路径/界面处的空洞危害大。
检测: X-Ray下清晰可见黑色圆点(空洞)。