之前在一個 BGA 封裝項目里,客戶要求做嚴(yán)苛的可靠性驗證:高溫儲存、冷熱沖擊、反復(fù)通斷電。那批樣板一部分用了 FR4,一部分用了 BT 樹脂板。
結(jié)果差別挺明顯。FR4 基板在經(jīng)歷 500 次冷熱循環(huán)后,X-ray 掃描能看到局部焊盤有裂紋跡象,尤其是在大 BGA 球的邊緣區(qū)域。進一步做切片,發(fā)現(xiàn)是板材 Z 向膨脹過大,把焊點反復(fù)拉扯導(dǎo)致疲勞。
而 BT 樹脂板的表現(xiàn)要穩(wěn)得多。同樣條件下,外觀和焊點都沒明顯異常,切片下來樹脂和銅的結(jié)合界面也比較緊密,沒有分層和裂痕。原因其實很直觀:BT 材料的 Tg 高,熱膨脹系數(shù)低,在高低溫循環(huán)里,它不像 FR4 那樣“呼吸”劇烈,器件焊點就沒那么受罪。
不過,也不是說 BT 就沒有問題。在同一批樣板里,個別 BT 板出現(xiàn)了翹曲,主要是因為層壓應(yīng)力沒處理好。說明 BT 雖然在材料特性上占優(yōu),但加工工藝如果跟不上,也會帶來可靠性隱患。
這個案例給我的感覺是:
材料層面:BT 確實比 FR4 更抗熱、更穩(wěn)定,特別適合需要長時間高溫工作或大量熱循環(huán)的場合。
工藝層面:BT 板更硬更脆,對鉆孔、層壓工藝的要求比 FR4 高,一旦控制不好,反而容易出現(xiàn)加工缺陷。
所以如果只看可靠性測試的數(shù)據(jù),BT 的表現(xiàn)確實更亮眼,但工程上還得考慮整個制造工藝能不能把它駕馭好。