BGA錫球焊接缺點的幾種檢查方法

這是一篇整理文,整理給一些剛進入這個電子組裝領域的新人一些關於BGA錫球焊性分析的方法,其實這也是論壇上面有人問到的題目才寫的,或許會與部落格中已經寫過的題目有些重複。

一般我們在檢查BGA錫球的焊錫好壞時,如果是架橋/短路方面的缺點,通常只要使用X-Ray設備就可以檢查得出來;但如果要檢查錫球有否空焊或破裂的問題,就會比較複雜。

基本上會有三種方式可以用來檢查BGA的焊性,使用X-Ray、滲透染紅試驗、切片。不管如何,當你想分析BGA的焊性前建議你還是要用X-Ray先檢查看看能否看出任何問題,因為這畢竟是非破壞性檢查,只有當X-Ray無法判斷出問題才繼續採用後面兩種的破壞方法。







其實還有一種方法可用光學儀器來檢查BGA的錫球,如使用顯微鏡,或是光纖微型攝影機,但由於 BGA 的間距也越來越小,再加上它通常只能檢查到 BGA 外面兩排的錫球,其他的就有點愛莫能助,所以基本上我們就不在這裡介紹。

下面我們就來談談這三種檢查BGA的方法:

使用X-Ray檢查BGA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有否空焊或錫球開裂等問題,因為影像只能看到整顆錫球的形狀,但如果錫球裡面有過多或過大的氣泡,就極有可能會產生斷裂的問題,另外如果錫球的外直徑比起其他相鄰的錫球來得大或小,也有機會造成空焊,但這僅是就經驗來判斷。詳細的方法可以參考下面的文章。

延伸閱讀: 如何由X-Ray來判斷BGA有否空焊

X-Ray的BGA照片

另外,近來有新式的X-Ray檢查機,可以作到類似醫院電腦斷層掃描的立體影像結果,可以呈現出立體的影像並查看有無焊錫上的缺點,但由於這種機器的費用太貴,所以一般的工廠根本不太可能購買這樣的設備,比較可行的方式是到外邊的實驗室去租用這類的X-Ray機器來做初步的檢查。如果這種檢查就可以查出BGA不良的問題,就不需要再用到後面的破壞性試驗。

滲透染紅(Red Dye Penetration Test)測試:

這是一種破壞性試驗, 通常使用在所有的非破壞性檢驗都無法解開的不良板,因為破壞性實驗做下去,這片板子及BGA就得報廢,而且還可能連原先的證據都被破壞了。一般來說染紅測試比較能夠看到一整顆BGA底下的所有錫球的焊錫現象。

它的理論是使用較明顯的紅藥水填充於整顆BGA底下,利用紅藥水可以滲透進所有細小裂縫的特性,然後當 BGA 被從電路板上拔除之後,檢查紅藥水分佈與錫球的結果,判斷的時候需要同時檢查電路板上的焊墊與BGA上面殘留的錫球有多少紅藥水殘留,其紀錄方法通常採用一張劃上表格的圖紙,這些表格會與BGA錫球的位置相對應,然後紀錄紅藥水在每顆錫球上的殘留現象。詳細的資料可以參考下面這篇文章。

延伸閱讀: 用滲透染紅試驗 (Red Dye Penetration Test)查看BGA焊錫

BGA的染紅紀錄表

電路板切片檢查BGA焊性:

這個方法也是破壞性實驗,而且比染紅測試更費工,它通常需要比較精準的前置作業分析,用電器測試檢查到底那顆錫球可能有問題,然後才做切片,你可以暫時想像切片就是拿一把刀子從你認為有問題的地方一刀切下去,切開來的地方就可以詳細的檢查錫球的剖面結構,甚至是電路板上的線路與節點都可以看得到,有時候BGA的問題並不是來自BGA的錫球焊接,而是來自電路板的線路問題,使用切片也可以連電路板的問題一起分析。

BGA切片分析,氣泡與冷焊

可是切片的機械動作如果動作太大或是太快,就容易破壞掉原本的BGA與電路板上的線路連接結構,所以必須要非常的小心,一點一點慢慢地磨出想要檢查的剖面,而且磨出來的地方還得去除粉塵與特殊顯影,否則有些現象不太容易被顯微鏡檢查出來,就因為它的耗時與耗工,所以一般都要送到工廠外面的實驗室,由專人做切片。


延伸閱讀:
迴流焊的溫度曲線 Reflow Profile
導通孔在墊(Vias-in-pad)的處理原則
讓通孔元件/傳統插件也走迴焊爐製程(paste-in-hole)




訪客留言內容(Comments)

No comments yet.


訪客留言注意事項:
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上,請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言,與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言,請善加利用【搜尋框】尋找相關文章,找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章,自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容,工作熊不一定會瞭解你在說什麼,就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家,所以回答的內容或許會有不正確的地方,服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題,前先參考這篇文章【詢問工程問題,請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問,並且請提供足夠的資訊,這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看,但不會每則留言都回答,尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度,工作熊不是你的「細漢」,更沒有拿你的薪水,所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 歡迎您訂閱本部落格的最新文章,當有新文章時會主動以電子郵件通知你。

您有話要說(Leave a comment)

(required)

(required)