如何使用[2D X-Ray]來判斷BGA有否空焊、虛焊、雙球現象？

Chris;
你的文筆比較好耶！我可以照你的文字更新？

Chris;
你有特別告知SMT廠商，9%是面積而不是直徑？一般人都是以直徑來定義，你用面積可能會引起誤解。

Chris;
建議你自己拿把尺量看看吧然後做個計算吧！沒有圖片很難判斷。不過一般都是量直徑。

Chris;
要向你更正原本的 Class III等級為軍用/醫療用產品才適用，一般的消費性電子產品則適用 Class I，BGA的氣泡只要不大於 60%(直徑)或36％(面積)就可以了。工業級的產品則適用 Class II。
文章造成你的困擾實在抱歉。

Chris;
Sorry!我不知道哪裡可以查詢到不同BGA包裝的不同G值，無法提供給你參考。
就個人瞭解，Undrefill基本上用來填充於BGA或 CSP（Flip Chip）底下，用以提昇焊接的可靠性，以避免因為振動或落下造成的銲錫開裂，但這通常僅用在Fine pitch 且錫球(ball)較小的BGA零件及密度較高的CSP晶片。由此可知選用的Undrefill材質的CTE非常重要，必須配合錫膏、零件、與電路板。如果世新產品試驗初期，你可以考慮同時製作添加及不添加Underfill的板子，一起做實驗，看看兩者有否差異，沒有添加Underfill的板子是否可以通過信賴性實驗等。

根據我的瞭解，判斷BGA掉落的原因必需要先檢查BGA掉落時焊球破裂的位置。1. 如果BGA掉落時，PCB上的焊墊還是完好，這樣很有可能斷裂面是發生在BGA的錫球或與其PCB接觸的位置，那就很有可能是焊接不良造成的。造成焊接不良的可能原因有PCB焊墊或BGA錫球鍍層表面氧化、迴焊爐的融錫溫度不足、氣泡(voids)存在BGA錫球…等。
2. 如果BGA掉落時，PCB上的焊墊是被拉扯掉的，也就是說PCB的焊墊黏在BGA錫球，這表示BGA的焊接應該是良好的，這很有可能來自PCB焊墊的大小、強度不足，或PCB的製程有問題，比如說ENIG PCB的黑鉛/黑墊(black pad)。
但必須強調一點的，有時候很難直觀的判斷BGA掉落是屬於工廠製程或是設計問題，以上只是可能原因。

Sten;
Sorry 囉!目前對BGA 的 underfill 還沒有深入研究耶!
不過我也很有興趣知道它的一些操作及注意事項，
如果你改天有了答案也要不吝分享喔!

同意您的說法，基本上這些規格都是可以談的，工業標準基本上可以參考，但還是要以公司的規定為準，因為每個產品的特性別不依樣，要求也就會有所不同。
要注意的是不要因咽廢食才好，有時候品質的無線上綱，會扼殺生產的動力。

Kofi;
輕微的話，先試看看重新加熱，看能不能消除。如果不行的話就要重新植球了。

Frank;
就我的了解，一般的氣泡都始使用X-Ray的檢查的，而且現在有些X-Ray機器已經有附帶可以直接計算氣泡直徑及面積的程式了，可以馬上判斷是否超規。
使用X-Section基本上只是為了說明方便，一般很少人會為了量測氣泡而作切片的，通常只是附帶參考用的。而且就如通同您所說的，如果沒有磨到氣泡的正中心，量起來的氣泡可能會偏小，要痕有經驗才行。
希望這樣子有回答您的問題。

Simon;
謝謝您的反饋，我會找資料再研究看看，如果您有整理好的內容，也歡迎與大家分享。

Joe;
用X-Ray來檢查crack不是不可能，但必須很有經驗，X-Ray機器還要夠好，可以側著方向來檢查，還有有好的解析度。

Mike;
1.BGA底下的所有vias建議用綠油(solder mask)覆蓋，以避免類似錫橋、錫沾污的問題發生。
2.BGA 的錫球在高溫熔融的過程中就類似水珠，上頭的BGA重量會把錫球往下壓，如果BGA IC的重量大過錫球所能承受的內聚力，錫球就會破裂，就有機會沾附到鄰近的焊點，包含沒有綠油覆蓋的 vias。當溫度重新回復到融點以下時，錫會因位內聚力的關係，把大部分的錫收縮回原來的錫球，可是如果鄰近有焊點，內聚力小於焊點的拉力，就無法拉回。有些情況下即使沒有焊點，也會因為錫珠分散太遠而無法拉回，造成永久的錫珠。

Mike;
1. BGA與vias之間有綠油很好，但BGA IC下面所有的vias 應該全部都要用綠油覆蓋填滿，因為我們不知道BGA底下是否會有任何的異狀產生，這些在BGA IC下面的vias應該也沒有必要露出來，覆蓋起來可免任何的意外產生。建議你看一下這篇文章瞭解一下BGA的融化過程。影片：BGA 回流焊焊接過程。
2. 噴錫版本身的錫即使沒有印刷錫膏經過高溫的reflow就會融化。建議你確認vias上面的錫多不多，如果不多就有可能是本身的噴錫融化而已。
3. 另外反面的錫珠也有可能是本身的噴錫所造成，一般精密的零件不建議使用 HASL 表面處理的板子，因為表面不平整，而且經過高溫後會有融錫的現象。
4. 查詢了維基上的資料，錫的熔點為231.93°C。一般無鉛的製程peak溫度可以高達250°C。

Ｗayne;
IPC-7095B 7.5.1.7Ｂ已經更新為不得大於25%(直徑)或6.25%(面積)，應該不是總面積的25%。
兩份規格應該是一樣的。

张大为;
紅墨水做不出來不太表就沒有裂縫，首先紅墨水的墨水選得對不對，其顆粒有沒有細到可以滲透進裂縫，能不能留下痕跡，其次觀察的人夠不夠仔細，這些在在都會影響到紅墨水的結果。
如果重新加熱熔接會好，大部分都是焊接的問題。
另外，如果已經確定按壓板子會有功能消除的問題，原因有可能是1)BGA的焊接2)PCB內層開短路。

William;
建議你可以再參考這一篇文章【用2D的X-Ray實例演練檢查BGA空焊問題】。比較時要有一片良品版做比較。
如果光使用2D的X-Ray真的不容易看得出來空焊的問題，建議有2.5D或3D的X-Ray才比較有機會看到。
BGA四週點紅膠，要防止的是焊接後應力造成錫裂，如果一開始已經空焊就沒辦法了。

Daniel,
殘銅率確實會影響焊錫品質，只是這個殘銅率不會每次都一樣，當防焊印刷偏移時，殘銅率就會跟著變更，尤其針對NSMD設計且銅面上直接連接線路(trace)時，這樣的問題會更嚴重。

Alex,
如果你仔細觀察，QFN的焊點都在IC封裝的四周，最多就事兩排焊點，為什麼？
焊點麼？周，越多、越小就越難管控好其品質，焊接出來的不良率就會增加，維修的成本通常比正常生產的費用要高出三倍。
一般來說要在PCB上面印上更多的錫膏有許多的困難，而且PCB上面也不會只有BGA一顆零件，它必須照顧到所有大大小小的零件，如果PCB上面的錫膏印刷可以進步到點印，或更精準的錫膏控制量，或許可以考慮BGA不要事先植球，不過還有一個前提要克服，就是BGA的變形量，BGA一般採用載板，其耐熱真的不太好，容易因為加熱後就變形。

Fion,
1.目前量產型的3D X-Ray CT 應該沒有符合你的需求的，而且不符合經濟效益，學術研究的機器可以掃描到比較精細的裂縫，但是艘廟約精細的機器就越貴，而且掃描一次所花的時間就越多（幾小時到幾天），目前不太可能用來全檢產線上產品的縫隙。
2.網路上找【3D X-Ray CT】應該就可以找到了。
3. 如問題1。對焦沒有問題，就看你願意花多少錢，但一般工業實驗室應該是達不到你的要求，也可以直接找【3D X-Ray CT】代理商

Sean,
X-Ray就是能量穿透的結果。
1. 如果同樣的焊點或錫球，穿透過去的X-ray應該是一樣的，所得到的黑色陰影也就一樣。
2. 如果焊點或錫球的下面有其他的銅箔，有銅箔的位置穿透力就會變差，就會變得比較黑。如果背面有零件也是如此。
要有照片才比較清楚。

roudlf,
可以使用沾錫天平來測試焊錫性，看是否有氧化。
已經氧化的焊錫能否還原？就我的瞭解，目前似乎沒有更好的辦法，輕微氧化的可以用酸性助焊劑，但是會日後傷害PCB。

ZCD,
你留言的這篇文章就有說明是「直徑」。