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BGA切片後如何判斷焊接品質
這篇文章基本上是寫給那些還不知道如何判斷切片後的BGA吃錫好壞的朋友參考用的。因為手邊剛好有幾張自己家產品切片後的BGA焊錫照片，剛好可以拿來做為教材之用，而且還有很典型的雙球(HIP, Head-In-Pillow)以及錫球被拉扯的照片。
通常拿到一張BGA的切片照片時，第一個要判斷的就是那一邊屬於BGA的封裝面，那一邊又是屬於電路版組裝面。對於這個問題，我的方法是從銅箔的厚度來做判斷，銅箔比較厚的那一面通常是電路板組裝面，因為BGA封裝的載板通常都比電子組裝的電路板來得薄，所以會選用比較薄的銅箔厚度。
（當然這也只是個人對BGA的見解，如果有專家有意見也請留言指教）
其次是如果已經可以明顯看到雙球現象時（如下圖為典型的HIP假冷焊缺點），球體比較大的那一面通常是載板上原來的錫球，因為BGA錫球的體積已經過一次Reflow，而印刷在PCB上的錫膏經過一次Reflow助焊劑揮發後剩下的體積就只有原來的一半了，所以BGA面的球體通常比較大。至於焊墊(焊盤)大小則不一定了，要看自家PCB佈線設計時有沒有堅持設計成【Cooper Define Pad Design（銅箔獨立焊墊設計）】。
接著判斷BGA焊接的好壞，下圖可以很清楚看出典型【雙球(HIP)】焊接問題，不瞭解的朋友可以點擊【HIP(Head-in-Pillow 枕頭效應)】連結做進一步探討，應該有99%的HIP都發生在BGA的四周最外面一排的錫球上，原因也幾乎都是BGA載板或PCB經Reflow時發生變形翹曲，等板子回溫後變形變小，但熔融的錫已經冷卻，於是形成雙球靠在一起的模樣。HIP就是嚴重的BGA焊錫不良，它很容易通過工廠內的測試程序流到客戶的手上，可是使用一段時間後產品就會因為出現問題而被送回來修理。
第二種BGA焊錫不良是界於HIP與正常焊錫之間的錫球，知道怎麼判斷那一面是PCB端了吧？從下圖看來BGA錫球與PCB上的錫膏已經完全熔融在一起了，因為看不到雙球，可是整個錫球卻有被上下拉長且幾乎斷裂的跡象，觀察 PCB面的焊錫也可以發現錫球與PCB焊墊接觸的面積變小了，而且還出現不蟳長的角度，這是因為錫球被整個往上拉開的緣故。這種焊錫斷裂應該只是早晚的問題，客戶端應該使用時的振動或是開關機過程的熱脹冷縮，都會加速其斷裂。 
下面這張圖的BGA錫球焊接算還可以接受，球形也有壓扁形成水平橢圓形的焊錫，但還是看得出來靠近PCB端的錫球還是有點被拉開的情形。 
其實比較好的錫球焊接形狀應該要像下面這張圖片一樣，錫球類似一個「燈籠型」，錫球覆蓋在整個PCB焊墊上。不過有時候焊墊會設計成綠油覆蓋，形狀就會比較像上面那張圖了。
延伸閱讀：
影片：BGA 回流焊焊接過程
BGA錫球缺點的幾種檢查方法
如何判斷BGA掉件是SMT工廠製程或是設計問題?
訪客留言內容（Comments）
如果是以這幾張照片來看，好像都有機會不做EDX就分辨出鎳層耶。通常UC載板(IC substrate)鍍軟金/鎳前，會對銅面做微蝕刻，從斷面來看，銅鎳相連的交界處銅的厚度會減少(內縮)，若是顯微鏡倍率夠高，在鎳與錫鉛之間應該還能看到一層金，而PCB這一邊的焊點通常不會用到金，我是這樣分辨的。
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a.PCB b.元件 c.solder paste d.製程 e.設計,都是影響BGA不良的因素,至於要判斷此面是屬於PCB面或BGA substrate 面,還有一個方式可參考,一般在設計PCB Pad與周遭Space會有2:3的關係, 所以PCB Pad 於設計時將會比 BGA Pad 小或相等的