BGA缺陷檢測(cè):封裝工藝及元件焊點(diǎn)
日期：2021-09-06 17:17:06 瀏覽量：2094 標(biāo)簽: 元器件檢測(cè)
科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使現(xiàn)代社會(huì)與電子技術(shù)密切相關(guān)。無(wú)法有效地保證其生產(chǎn)的電子元件的產(chǎn)品合格率，特別是對(duì)于包裝公司（如BGA）而言。焊點(diǎn)的質(zhì)量對(duì)決定SMT部件的可靠性和性能非常重要，BGA焊點(diǎn)的質(zhì)量應(yīng)該是關(guān)鍵。因此，采取有效措施確保BGA部件的焊點(diǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)SMT部件的最終可靠性非常重要。
BGA簡(jiǎn)介封裝技術(shù)
BGA封裝技術(shù)早在20世紀(jì)60年代就已開(kāi)始，并由IBM公司首次應(yīng)用。然而，BGA封裝技術(shù)直到20世紀(jì)90年代初才進(jìn)入實(shí)用階段。
細(xì)間距元件的局限性在于其引線(xiàn)容易彎曲折斷，容易損壞，對(duì)引線(xiàn)的共面性和安裝精度提出了很高的要求。BGA包裝技術(shù)采用了一種新的設(shè)計(jì)思維模型，即在包裝下隱藏圓形或圓柱形焊球，導(dǎo)線(xiàn)間距較大，導(dǎo)線(xiàn)較短。因此，BGA包裝技術(shù)可以解決細(xì)間距組件中常見(jiàn)的共面性和翹曲問(wèn)題。
因此，BGA組件的可靠性和SMT組件的性能優(yōu)于普通SMD(表面安裝器件)。BGA組件的唯一問(wèn)題是焊點(diǎn)測(cè)試?yán)щy，質(zhì)量和可靠性難以確保。所以BGA組件的焊點(diǎn)問(wèn)題很常見(jiàn)。
迄今為止，PCBCart和BGA組件等可靠的電子裝配器已經(jīng)通過(guò)電子測(cè)試暴露出來(lái)。在BGA組件的組裝過(guò)程中，控制組裝技術(shù)過(guò)程質(zhì)量和確定缺陷的其他方法包括漿料篩選、AXI樣品測(cè)試和電子測(cè)試結(jié)果分析。
滿(mǎn)足質(zhì)量評(píng)價(jià)要求是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)，因?yàn)楹茈y在包裝下?lián)炱饻y(cè)試點(diǎn)。在BGA組件的缺陷檢測(cè)和識(shí)別中，通常不能進(jìn)行電子測(cè)試，這在一定程度上增加了消除和返工的成本。
在BGA組件缺陷檢測(cè)過(guò)程中，電子測(cè)試只能在連接BGA組件后判斷電流是開(kāi)還是關(guān)。BGA組件組裝是一個(gè)基本的物理連接工藝。為了確認(rèn)和控制技術(shù)過(guò)程的質(zhì)量，必須了解和測(cè)試物理組件，以影響其長(zhǎng)期可靠性，如焊膏量、導(dǎo)線(xiàn)和焊盤(pán)對(duì)齊和潤(rùn)濕性。
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檢查BGA元件的方法
對(duì)BGA組件焊點(diǎn)的物理特性進(jìn)行測(cè)試，并確定在工藝研究過(guò)程中如何繼續(xù)為可靠的連接做出貢獻(xiàn)。所有測(cè)試提供的反饋信息都與每個(gè)技術(shù)過(guò)程或焊點(diǎn)參數(shù)的修改有關(guān)。
x射線(xiàn)檢查將使用該設(shè)備，焊盤(pán)上的焊膏表示陰影圖像，因?yàn)楹父辔挥诤更c(diǎn)上方。對(duì)于不可折疊的BGA組件，前焊球也可能有陰影，這無(wú)疑使得很難確定。這是因?yàn)楹父嗷蚯昂盖蛟斐傻年幱靶?yīng)阻礙了X射線(xiàn)檢查設(shè)備的工作，X射線(xiàn)檢查設(shè)備只能大致反映BGA封裝的工藝缺陷。此外，外圍檢查還面臨焊膏不足或污染物造成的開(kāi)路等挑戰(zhàn)。x射線(xiàn)檢查技術(shù)可以克服上述限制。它可以檢查焊點(diǎn)的隱藏缺陷，顯示BGA焊點(diǎn)的連接。
BGA焊點(diǎn)的基本缺陷
1.開(kāi)路電路
由于焊盤(pán)污染，不可折疊的BGA焊點(diǎn)始終會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路。由于焊膏無(wú)法使PCB（印刷電路板）上的焊盤(pán)潤(rùn)濕，因此它將通過(guò)焊球爬到元件表面。如上所述，電子測(cè)試可以確定開(kāi)路，但無(wú)法區(qū)分開(kāi)路是否由焊盤(pán)污染或焊料篩選缺陷引起。 X射線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備也不能指示開(kāi)路，這是由于前置焊球的陰影效應(yīng)造成的。
截面X射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)能夠捕獲焊盤(pán)之間的切片圖像。組件，然后由于污染物確認(rèn)開(kāi)路。因?yàn)橛捎谖廴疚镆鸬拈_(kāi)路產(chǎn)生精細(xì)的焊盤(pán)直徑和相對(duì)大的部件直徑，所以可以使用部件直徑和焊盤(pán)直徑之間的差異來(lái)確定是否由于污染而發(fā)生開(kāi)路。至于焊膏不足導(dǎo)致的開(kāi)路，只有橫截面檢測(cè)裝置可以制造。
2.Void
由于流動(dòng)的蒸汽滯留在低共晶點(diǎn)的焊點(diǎn)處，因此會(huì)產(chǎn)生可折疊的BGA元件焊接?？障犊杀灰暈榭烧郫BBGA組件發(fā)生的主要缺陷。在回流焊接過(guò)程中，由于空隙引起的浮選聚焦在元件表面上，因此大部分焊點(diǎn)失效也發(fā)生在那里。
通過(guò)預(yù)熱和增加可以消除空隙問(wèn)題回流焊接過(guò)程中的瞬態(tài)預(yù)熱時(shí)間和低預(yù)熱溫度。一旦空隙超過(guò)一定的尺寸，數(shù)量或密度范圍，可靠性肯定會(huì)降低。然而，另一所學(xué)校認(rèn)為空隙不應(yīng)受到限制，但應(yīng)加速其破裂和擴(kuò)展，以便盡快發(fā)現(xiàn)它們失敗并消除。
這些都是可以通過(guò)X射線(xiàn)無(wú)損檢測(cè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。如今，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的無(wú)損檢測(cè)包括X射線(xiàn)檢測(cè)，超聲檢測(cè)和磁粉檢測(cè)。在這些類(lèi)型的測(cè)試中，X-RAY測(cè)試是用戶(hù)中最受歡迎的測(cè)試。 X射線(xiàn)測(cè)試不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成任何損壞，并且檢測(cè)精度很高，主要通過(guò)X射線(xiàn)穿透原理可以準(zhǔn)確地檢測(cè)產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷。
