教你如何使用X-Ray檢查BGA錫球焊接的焊性
一般的 X-Ray 檢查機只能查看到二維(2D)的影像,但二維很難看得出來(lái)有否空焊或錫球開(kāi)裂等問(wèn)題,因為影像只能看到整顆錫球的形狀,但如果錫球里面有過(guò)多或過(guò)大的氣泡,就極有可能會(huì )產(chǎn)生斷裂的問(wèn)題,另外如果錫球的外直徑比起其他相鄰的錫球來(lái)得大或小,也有機會(huì )造成空焊,但這僅是就經(jīng)驗來(lái)判斷。
一、BGA錫球變大造成空焊
首先想想同一個(gè)BGA的錫球應該都是一樣的大小,其中如果有些錫球是空焊,有些球是焊錫完整,那這兩種焊錫的形狀是否會(huì )有些不一樣? 答案是肯定的,試想同樣體積的錫球經(jīng)過(guò)壓縮后,好的焊錫會(huì )有一部份錫球的錫分散到PCB的焊墊(pad)而使焊球變??;有空焊的錫球則不會(huì ),錫球經(jīng)過(guò)壓縮后反而會(huì )使錫球變大。
同樣大小的錫球發(fā)生空焊時(shí),錫球的直徑反而會(huì )變大,當然最好比較一下正常板子的焊球是否都一樣大,因為有些板子的設計會(huì )造成錫球變得比較小,后面會(huì )再詳述。
BGA同樣大小的錫球發(fā)生空焊時(shí),錫球的直徑反而會(huì )變大
另外,通常認為這個(gè)錫球變大的現象與HIP(Head In Pillow,枕頭效應)及NWO(Non-Wet-Open)不良現象有非常高的正相關(guān),不過(guò)一般的HIP及NWO都很難用二維(2D)的X-Ray檢查出來(lái),因為其BGA球形的大小變化不大。
二、導通孔(vias)導至錫量不足的空焊
另外一種空焊現象是錫量不足,這種現象通常發(fā)生在焊墊有導通孔(via)的時(shí)候,因為錫球流經(jīng)回流焊(Reflow)時(shí)部分的錫會(huì )因為毛細現象(wicking)流進(jìn)導通孔而造成錫量不足,有時(shí)候導通孔在焊墊旁也會(huì )造成這樣的問(wèn)題。 這時(shí)候從X-Ray上看出來(lái)的球體就會(huì )變小,錫量被導通孔吃到掉太多就會(huì )空焊。
另外,近來(lái)有新式的X-Ray檢查機,可以作到類(lèi)似醫院計算機斷層掃描的立體影像結果,可以呈現出立體的影像并查看有無(wú)焊錫上的缺點(diǎn),但由于這種機器的費用太貴,所以一般的工廠(chǎng)根本不太可能購買(mǎi)這樣的設備,比較可行的方式是到外邊的實(shí)驗室去租用這類(lèi)的X-Ray機器來(lái)做初步的檢查。 如果這種檢查就可以查出BGA不良的問(wèn)題,就不需要再用到后面的破壞性試驗。