|
|
 |
《PCBA不良分析》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PCBA切片後的BGA吃錫好壞的朋友參考用的。因為手邊正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，工作熊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。
（對於大陸那些盜文網站，複製貼上本站文章後，居然還改成自己公司的名字，感到無恥！文章內容部份防止複製編排可能造成您閱讀的不便，請見諒！）
（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）
|
|
|
其次是如果切片後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錫球的體積已經過了一次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，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）】也就是NSMD (Non-Solder Mask Defined)。
接著判斷BGA焊接的品質好壞，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現象都會發生在BGA的四周最外面一排的錫球上，尤其是四個角落的位置，原因也幾乎都是BGA載板或PCB經過回焊爐時因為高溫而產生電路板的變形翹曲，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，這種現象一般不太容易被工廠內的測試程序給偵測出來，而會流到客戶的手上，可是使用一段時間後產品就會因為功能問題反覆出現而被送回來修理。
第二種BGA焊錫不良是介於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焊墊接觸的面積卻變小了，而且還出現不尋常的角度，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，客戶端使用時如果有振動或是經常開關機導致熱脹冷縮，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。
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。
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