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冲击对PCBA焊点的损伤主要集中在应力敏感封装上，如片式元件和BGA。它可能导致BGA焊点部分或全部分离，这种分离可能发生在构成BGA焊点的任何界面处，包括焊盘与基材的界面，甚至焊盘下的基材内。即便是部分界面断裂，在产品整个寿命中，最终也会引起BGA电气失效。
较脆的焊点（如Sn-Bi合金）或脆性的界面特别容易发生由冲击而引起的失效。如果BGA靠近PCB的界面为不连续的块状IMC、双层IMC、缺陷性界面（如存在黑盘、可肯达尔空洞等缺陷），如果受到冲击力，出现的最典型的失效形式就是BGA从PCB上脱落。
1.背景
对于某一机顶盒产品，有部分用户反馈有的机顶盒无法开机。经分析发现，其单板上的一颗BGA脱落，脱落的BGA及对应的焊盘如图3-1所示。
图3-1 脱落的BGA及对应的焊盘
2.分析
BGA完全从PCB上脱落是一种比较少见但具有典型性的失效模式。如果发生，通常是在运输过程中从高处跌落导致的。这种失效还通常有特定的设计场景，即BGA上往往黏结有散热器，比较重。
从本案例脱落的BGA来看，大部分焊点从BGA侧IMC根部脆性断开，个别焊点从PCB焊盘下基材处断开，如图3-2和图3-3所示。这两者都属于典型的冲击力作用下的断裂特征，而且BGA上黏结有散热器，场景也符合，因此可以判定为冲击力作用下的断裂。
图3-2 BGA脱落界面位置
图3-3 开裂位置与裂纹界面形貌
进一步放大BGA侧断裂裂纹的形貌，可以看到IMC呈粗大的不连续形貌（图3-4），它会劣化焊点抗剪切应力的能力。
这种IMC的形貌主要与再流焊接的温度曲线有关，一般是因为再流时间过长，通常超过了150s。不连续的IMC在遇到很大的剪切应力作用时会因不连续而逐个被断开，所以良好焊点的界面IMC应是较薄的连续层。
图3-4 BGA侧断裂裂纹的形貌
瞬时弯曲事件在装焊过程中司空见惯，如手工插件、安装螺钉、安装子板、ICT测试、单手拿板等。如同冲击一样，失效典型地发生在互连界面中，通常会导致焊点的部分开裂或完全断裂，其中的部分开裂最终也会演变为完全断裂。
必须清楚一点，凡是PCB经受过弯曲，焊点就可能被损坏。
如图3-5所示，单板D50位号上的BGA测试时发现有20%的失效。此板生产多个批次，失效率一直偏高（超过0.1%）。
图3-5 失效单板顶面元件的布局及失效BGA的位置
组装过程中出现20%以上的失效率，一定属于系统性的问题。对此，首先应进行染色与切片分析。
1.染色分析
一共分析两个失效样品，根据失效焊点的位置与特征把它们标识在焊点位置矩阵方格图上（全开裂焊点采用红色标识，半开裂焊点采用黄色标识），如图3-6所示。从图3-6中可以看到，两个失效样品开裂的焊点具有一致的分布特征——多个焊点区域性分布，这符合应力开裂焊点的位置分布特性。
图3-6 1＃失效样品和2＃失效样品BGA焊点开裂位置分布图
2.切片分析
（1）焊点断裂位置位于焊点界面（图3-7），为典型的脆性断裂。通常脆性断裂都是过应力导致的，例如PCB的过度弯曲变形。
（2）部分断裂点变形严重（图3-7），表明焊点断裂后经过多次挤压。
图3-7 失效焊点切片图
根据以上分析，进行组装过程中应力源的排查。按照单板的组装流程，对每个工序进行排查，通过验证，确认此板BGA焊点开裂的应力源为手工插件。
失效BGA附近有3个需要人工插入的小型变压器，由于引脚中心距不标准，难以顺利地插入。此工位作业在插件线上完成，插件前，单板上没有安装面板与连接器，单板以长边传送，短边悬空，这样用力插入时，PCB会发生弯曲。多次的插入导致PCB多次的弯曲，这是导致BGA焊点开裂的原因。失效焊点的位置分布与插入时PCB弯曲导致的应力分布完全一致，如图3-8所示。
这个案例具有典型性。在单板的装焊过程中，人工插件、内电路测试（ICT）、装螺钉等都可能导致PCB的多次瞬时弯曲，从而会对应力敏感元器件（焊点）造成损伤。这些操作导致的PCB弯曲变形属于典型的瞬时弯曲。
图3-8 3次插入操作导致BGA焊点开裂或断裂
循环弯曲相比瞬时弯曲，应力的级别比较低，但次数多，更多的是一种拉应力作用下的疲劳失效，裂纹大多数呈现为韧性断裂的特征。
振动的特点是持续小幅度位移，同时频率相对较高（相比于上述其他机械应力）。当BGA靠近振动子系统，如电机、风扇或硬盘驱动器时，振动会对它产生冲击。如果互连系统所承受的应力达到界面断裂点的程度时，可能导致焊点开裂而失效。