BGA失效分析原因-PCB机械应力是罪魁祸首

一、关于BGA简介

首先，我们需要明白什么是BGA。BGA是一种表面贴装封装技术，它的主要特点是在芯片底部形成一个球形矩阵。通过这个矩阵，芯片可以与电路板进行电气连接。这种封装方式由于其体积小、散热好等优点被广泛应用于高性能电子设备中。然而，BGA也有其固有的缺点。由于其结构复杂，一旦出现问题，修复起来就非常困难。其中，最常见的问题就是BGA开裂。那么，BGA为什么会开裂呢？一般来讲BGA开裂的原因有以下几点：

1、温度过高：当电子设备运行过热时，BGA内部的焊点可能会因为承受不住高温而断裂，导致BGA开裂。

2、机械应力过大：当电子设备受到强烈的冲击或振动时，BGA可能会因为承受不住机械应力而开裂。

3、焊接质量问题：如果BGA的焊接质量不好，也可能会导致BGA开裂。

一旦BGA开裂，就会严重影响电子设备的正常运行，因此，我们需要采取一些措施来防止BGA开裂。例如，我们可以定期清理电子设备内部的灰尘以保持设备的散热效果；我们也可以尽量避免让设备受到强烈的冲击和振动；此外我们还可以选择质量可靠的焊接工艺以确保BGA 的焊接质量。

二、BGA机械应力导致失败的几个关键点

1、外观分析：通过观察焊点的外观，可以发现焊点是否呈现向内扭偏的状态，这可以帮助判断是否收到了外部应力的作用，导致IMC整体脆断。

2、应力来源分析：应力可能来源于多个方面，包括SMT制程、分板制程、ICT、FCT、打螺丝组装等产线典型的应力制程。特别是如果集中于FPC焊盘侧，可能表明应力是从FPC焊盘侧传导而来的。

解决问题的方法：针对机械应力导致的BGA失效，需要对产线进行应力检测，特别是在设计环境中，如带有重的胶黏散热器、散热器散热叶片变形、周围有螺钉、BGA布局在有压接元件的边上或拼版边上等情况时需要特别注意。

综上所述，BGA机械应力失效分析涉及对焊点外观的观察、应力来源的分析以及采取相应的解决措施，以确保电子设备的稳定运行和长期可靠性。

三、PCBA制程机械应力的测试方法

电阻式应变测力传感器通过利用电阻应变效应和电桥电路的转换作用，将力学量化转换为电信号进行测量，具有广泛的应用领域和高精度的测量性能。

电阻式应变测力传感器的工作原理主要基于电阻应变效应，即当导体受到机械拉伸或压缩时，其电阻值会发生变化。这种传感器通常由电阻应变片（也称为应变片）构成，这些应变片被粘贴在弹性元件上，当外部力作用于弹性元件时，元件会产生应变，进而导致应变片发生形变这种形变会引起应变片电阻值的变化。通过电桥电路，可以将这个电阻值的变化转换为电压或电流的变化，然后通过测量放大电路进行测量，最终根据预先标定的电压或电流与力的对应关系，可以确定作用在弹性元件上力的大小。

审核编辑 黄宇