相信很多人一直都有个疑问，要如何判断BGA的锡裂或掉落是来自于SMT工厂的制程端所造成的不良？还是因为电路板的制程缺陷所引起？或是产品本身设计不足所造成的问题？
根据188金宝搏苹果下载 的经验，很多设计者只要一碰到BGA或是其他电子零件有锡裂、掉落等问题，往往就是一口咬定是制造端焊接不良所造成，这让很多工厂端的工程师想反击却又百口莫辩，因为提不出证据来证明说设计有问题。
就188金宝搏苹果下载 的瞭解，BGA掉落的原因虽然有一部分与工厂或零件本身的制程不良有关，但也不能排除电路板及产品机构设计上有信赖度的问题，而且很多时候锡裂都与设计脱不了关系。
（本文重点着重在生产制程，188金宝搏苹果下载 后来发现BGA锡裂或掉落其实反而有很大一部份是设计问题）
首先要澄清BGA锡裂问题发生的环境（掌握现况）
在真正开始分析问题前，有必要先瞭解问题发生的环境状况，因为在不同环境与状况下所发生的相同不良现象，往往可能来自不同的真因(Root Cause)，BGA零件会掉落或锡裂通常是发生在产品摔落测试或是滚动测试的时候，或是客户使用时不小心从高处跌落，如果在没有外力施加其上就发生焊锡断裂或零件掉落，那几乎可以很肯定99%是产品或零件的制造过程有问题，一般不外乎空、假焊或零件焊接面氧化造成，ENIG表面处理的板子可能含磷量太多或镍层氧化造成的「黑垫现象(Black Pad)」。
最后也有可能是板子在制程中弯曲了导致应力残留，然后在后续的板阶针床测试或是整机组装时释放应力而发生锡裂。
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接着了解问题发生的本质
其次要瞭解问题的本质，先想想在正常请况下，零件究竟会从那个断面破裂掉落？当然是从其最脆弱的结构处破裂啰！那如果是SMT的reflow焊接没有焊好，那就应该会断裂在BGA的锡球(ball)与电路板的焊垫之间。请注意：这个位置的焊锡断裂，也有可能是BGA的锡球氧化，或电路板的焊垫氧化所造成。这种情形多半会形成所谓的HIP/HoP(枕头效应)或NWO。
如果是焊垫的设计太小导致无法承受过大的落下冲击力，则会造成电路板上的焊垫有被拉扯下来的现象。其实焊垫被撕起也有可能是PCB厂商压合不好所造成。另外也有可能是锡球内有太多的气泡(voids)，造成锡球的强度不足而断裂在锡球的中间。
同时检查BGA与电路板的断面
就因为BGA掉落有种种的可能原因，所以我们在分析这类问题时，最好要同时检查断裂锡球的电路板与BGA零件面，以确认它的断裂面位于何处，还要检查其断裂面的形状以判断是外力的强力拉扯或是焊接不良造成，所以最好要准备高倍显微镜，有必要的话还得准备 SEM/EDA (Scanning Electron Microscope / Energy-Dispersive X-Ray spectroscopy Analyzer) 来分析断裂面的元素组成成份。
「BGA断裂面」检查重点
检查BGA掉落时应该以相对应的单颗锡球及焊垫为单位，而且要同时检查 BGA 的锡球与 PCB 的焊垫，这样才能得到完整的答案。
可以先检查BGA的断裂面，看看锡球是否还留在BGA上面，没有意外的话锡球应该都会留在BGA零件上，如果锡球不在BGA上面，那就有可能是BGA零件本身的锡球焊锡不良。
如果BGA的锡球完好，再检查锡球(Solder ball)的断裂面有否出现粗糙凹凸不平的现象，有的话表示锡球的吃锡良好，断裂应该是外力撞击所造成。如果断裂的锡面很光滑，还呈现出圆弧状，那就很有可能是假焊(Non-Wetting)或是冷焊(Cool Solder)，想对的 PCB 焊垫上的焊锡面应该也会呈现出光滑的圆弧状。
如果断裂面是发生在锡球的中间，那就要检查看看断裂面有无部份内凹的光滑面，这通常代表着锡球内有气泡产生，气泡也是造成焊锡断裂的可能原因之一，就像是中空的樑柱，其支撑力就会减弱。锡球会产生气泡的原因很多，一部分是reflow的profile没有调整好，还有一部份是来自白目的设计者，硬是要把通孔设计在焊垫上，因为他们只在乎这样可以节省空间，殊不知这样会严重造成焊接不良、少锡、气泡..等后果，然后要制造端买单。
不建议在焊垫上设计通孔是因为大部分的PCB设计都不会要求通孔要电镀填满，因为这样做的话PCB费用会变贵。其实，如果可以做到将通孔填满，这样就不会影响到焊锡，甚至还可以增加焊垫附着于FR4的能力。
「PCB断裂面」检查重点
最后一个断裂点是PCB的焊垫被拉扯下来，也就是说焊垫与PCB的连接处变成最脆弱的地方，会发生这样的原因一般可能来自PCB的焊垫设计太小，或是PCB的压合强度不足造成，也有可能是因为PCB的反覆高温维修，弱化了其结合强度，如果问题是来自前项，解决的方法可以加大焊垫的尺寸，另外还可以用绿漆(solder mask)把焊垫的外圈覆盖起来，做成「SMD (Solder Mask Defined)焊垫设计」，这样也可以补强焊垫的强度；在所有方法都试过还不能解决问题后，才来考虑 underfill(底部填充胶) 吧，因为underfill真的很麻烦，不但要在reflow之后先完成测试增加填胶及烘烤的动作，维修起来也不方便呢。
那如果断裂发生在 IMC (Intermetallic Compound) 层呢？请参考【为什么IMC已经形成有效焊接但零件掉落还是发生IMC层断裂之观念澄清】
延伸阅读：
电路板去板边─总整理
电路板零件掉落，该如何着手分析、判断并釐清问题点
用渗透染红试验 (Red Dye Penetration Test)查看BGA焊锡
电子零件掉落或锡裂一定是SMT制程问题迷思(1)？锡裂只是应力大于结合力之必然结果
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您好！我这做了一款BGA锡球直径0.25MM的红墨水实验，BGA锡球总数144,BGA与锡球脱离53个，锡球与焊盘脱离91个，现在没有结论。向您请教如何分析这两种锡球脱离不良，以及可以脱离的因素。
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andy,
红墨水的目的最主要在看锡球有无断裂。
「BGA锡球总数144，BGA与锡球脱离53个，锡球与焊盘脱离91个」可以代表什么？如果锡球没有断裂，何必在意锡球脱离的是BGA面或PCB面？
再说了，锡球脱离那一端与应力承受度有关，这个也与BGA面或PCB面的焊垫设计大小与是否为SMD(Solder Mask Define)有关。
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188金宝搏苹果下载 ，您好！非常感谢您回答我的问题，谢谢！我这款0.25球径的BGA本身从焊接来说是没有问题，外观满足IPC，功能测试也ok。客户收货做跌落实验后全都功能不良，做红墨水实验也发现了锡球脱落的4种脱离现象(BGA焊盘和锡点一同剥离、BGA焊盘与锡点之间剥离、锡点与PCB焊盘之间剥离、锡点和PCB焊盘一同剥离)客户的跌落实验是否合理，或者需要通过什么方法来达到跌落实验功能依旧ok的标准呢？有没有检测BGA焊接后牢固性的标准呢？可以给一个向您学习的联系方式吗？谢谢！
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Andy,
建议你参考一下这边整理的文章（分类中的文章有可能重复）
1. 零件掉落
2. BGA
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大陆这边很少见PCB焊盘设计偏小的，大部分研发会把BGA的焊盘做的偏大一些。
另外，请教一下焊球气泡对信号的影响不知道熊大有没有研究过？虽然工厂对气泡大小都有管控，但气泡偏大到底会造成什么影响，貌似没人说得清楚~~
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大飞,
这里所谓的PCB焊盘设计偏小指的是整个焊盘，包含被绿漆(solder mask)覆盖的焊盘，焊盘越大则越不易被拉扯开来。
如果只论BGA锡球有气泡对电器特性基本上不会造成太大的影响，但确有机会在使用过程中因为应力释放与使用撞击、冷热冲击，最后造成锡球龟裂，就会对电器特性造成赢想了。
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张特;
首先建议您可以参考这篇文章按键金手指上的绿色污染物或是在侧边栏的分类上找《EDX/SEM/IMC》，应该可以找到一些相关的文章。
基本上C及O是不应该出现在板子的finsihed上的，很明显的是有外来的有机碳水化合物的污染存在。只是一般的产品在与外界接触后，多多少少在表面上都会沾附到一些灰尘之类的污染，所以通常会打出少许的C及O，最好的方法是比较有问题及没有问题板子的EDX后来做判断，还要看看板子是何种finished。
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熊大
剥离后的焊垫做EDS检验有C/O/Ni/Sn 成份,
C 有7~10% 是否正常?
剥离面呈较黑颜色.
Tech
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断裂发生在 IMC 层的部份可否说明如何判定发生源是SMT or FPC/PCB呢?
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张特,
既然是IMC层断裂，就无法判断发生源是焊接零件或是PCB或FPC，一般断裂在IMC层就表示焊接正常，断裂原因通常是外力大过IMC的强度。打个比方好了，拔河比赛中如果绳子断了，可以归咎是那一方的输了吗？这IMC就是拔河中的绳子，而拔河的两队人马就是电子零件及电路板或软板。
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你好，可以加QQ么，250854824，关于SMT掉件有些需要向你请教。
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张冬;
对不起!
我没有QQ耶!真是伤脑筋。
你要不要试着描述一下你的问题?
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