PCB問(wèn)題 用2D的X-Ray實(shí)例演練檢查BGA空焊問(wèn)題
這是一張MCU的BGA經(jīng)過(guò)Reflow以后失效的X-Ray照片,因為苦主說(shuō)這顆BGA無(wú)法作動(dòng),但是只要用手壓在MCU的上面就可以恢復正常運作。 因為我并沒(méi)有實(shí)際看到不良的產(chǎn)品,所以只能憑照片來(lái)推斷,只是從苦主的整體描述看來(lái),這應該是典型的BGA空焊問(wèn)題,看倌門(mén)是否可以從上面的X-Ray照片中看出錫球有何問(wèn)題呢?
檢查這種BGA錫球2D的X-Ray照片,原則上就是在檢查其BGA球形的大小及形狀,如果有發(fā)現過(guò)大或過(guò)小的錫球或是呈現出不規則圓形的錫球,就可能是有問(wèn)題的焊點(diǎn),強烈建議一定要有對照組,也就是要有一個(gè)良品與一個(gè)不良品BGA的X-Ray照片,這樣比較能夠判斷BGA的球形是否真的沒(méi)有問(wèn)題。
不過(guò)還是必須鄭重說(shuō)明一下,2D的X-Ray還是無(wú)法完全判斷出BGA焊錫問(wèn)題,比如說(shuō)錫球大小差異不大的HIP一般還是無(wú)法由2D的X-Ray檢查出來(lái),建議還是要有2.5D這種可以?xún)A斜角度的X-Ray,或是5DX的X-Ray掃描才比較能看出BGA吃錫的詳細狀況。
下面這張X-Ray照片來(lái)自同一批電路板組裝的樣品,老實(shí)說(shuō)這片PCBA板子也是失效板,但是焊接的問(wèn)題相對比較輕微。 建議您以這張X-Ray當良品,并拿它來(lái)比較文章最上面的第一張X-Ray圖片,看看你能找出多少個(gè)有問(wèn)題的錫球焊點(diǎn)?
以這塊板子的設計來(lái)說(shuō),所有Via-in-pad都有做填孔鍍銅的作業(yè),所以原則上并不存在導通孔偷錫造成少錫的問(wèn)題。 另外錫球的氣泡問(wèn)題也還好,并沒(méi)有看到有什么特別大的氣泡。
所以唯一的問(wèn)題應該就是錫膏印刷量、錫膏印刷精確度、Reflow溫度曲線(xiàn)、防焊是否偏移以及有否板彎板翹造成HIP(枕頭效應)的問(wèn)題。
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個(gè)人以為,錫膏量及其印刷精度可能是造成這片板子BGA失效的重要原因,觀(guān)察失效BGA的X-Ray照片,可以發(fā)現許多直徑變大的錫球旁邊,總伴隨著(zhù)直徑變得特別小的錫球,這意味著(zhù),在融錫的過(guò)程中直徑變大的錫球把錫膏從直徑比較小的錫球搶了過(guò)去,所以才造成有些錫球顯得特別大,有些錫球則顯得特別小,可以比對良品板, 來(lái)確認相對位置的錫球大小是否一致。
另外,在BGA四個(gè)角落的錫球似乎有變形的現象發(fā)生,這有可能是融錫時(shí)相鄰錫球互相拉扯錫膏,或是底下防焊印刷偏移造成焊墊未能呈現出該有的圓形,亦或是HIP所造成的錫球扭曲現象有關(guān)。
▼左上角的X-Ray照片。
▼右上角的X-Ray照片。
▼左下角的X-Ray照片。
▼右下角的X-Ray照片。