焊點檢測
發(fā)布時間：2019/08/12 點擊量：836
由于IC芯片的特征尺寸要求越來越小，且復(fù)雜程度不斷增加，使得企業(yè)開始尋求新的高密度封裝技術(shù)，BGA封裝技術(shù)應(yīng)運而生。盡管BGA器件的性能和組裝優(yōu)于常規(guī)元器件，但BGA封裝技術(shù)的發(fā)展仍受限于BGA焊點的質(zhì)量和可靠性。
針對不同產(chǎn)品不同的焊點缺陷問題，需要選擇適宜的檢測方法。今天我們就來介紹一下BGA焊點缺陷或失效的幾個常用的檢測方法，幫助大家深入了解到不同檢測方法的不同優(yōu)勢及典型案例，更好的進行選擇。隨著集成電路芯片對特征尺寸的要求越來越小，集成電路芯片的復(fù)雜度越來越高，企業(yè)開始尋求新的高密度封裝技術(shù)，BGA封裝技術(shù)應(yīng)運而生。雖然BGA器件的性能和組裝都優(yōu)于傳統(tǒng)器件，但BGA封裝技術(shù)的發(fā)展仍然受到BGA焊點質(zhì)量和可靠性的限制。
針對不同產(chǎn)品焊點的不同缺陷，有必要選擇合適的檢測方法。今天，我們將介紹幾種常用的BGA焊點缺陷或失效檢測方法，以幫助您了解不同檢測方法和典型案例的不同優(yōu)點，更好地進行選擇。
無損檢測方法：
1.焊點質(zhì)量目視檢查。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程可以進行外觀檢查。用高放大鏡觀察焊點，從外觀上初步檢測焊點的明顯缺陷。目的：簡單、快速、直觀地觀察焊點，觀察焊點外是否有連續(xù)焊及周圍表面情況。然而，目視檢查的局限性很大。它只能在沒有測試設(shè)備的情況下作為初步判斷，不可能判斷焊點是否有其他缺陷或焊點表面是否有孔。
2.焊縫質(zhì)量的X射線檢測.X射線檢測是一種非破壞性物理透視法，它利用X射線在不破壞芯片的情況下，檢測出元件內(nèi)部的包裝，如氣泡、裂紋和異常的結(jié)合線。
3.X射線。對于無法目視檢測到樣品的位置，可以記錄X射線穿透不同密度后的光強變化。對比效果可以形成圖像，顯示被測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后在不破壞被測物體的情況下，觀察被測物體內(nèi)有問題的區(qū)域。目的：X射線掃描能快速有效地觀察和識別BGA焊接缺陷，如虛焊和虛焊、BGA和PCB內(nèi)部位移分析、架橋和短路等。
但是2DX射線有一些局限性。它只能觀察二維平面圖像。其原理是在二維顯示屏上顯示三維真實樣品進行成像。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，不同深度方向的信息是重疊的，很容易混淆。例如，當(dāng)組件存在于同一位置的不同表面上時，由焊料形成的陰影會重疊，這會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品往往被用于初步和快速的測定。
4.三維X射線（CT掃描）3DX射線很好地解決了二維X射線的局限性。它可以呈現(xiàn)三維圖像，具有高密度分辨率和空間分辨率，還可以實現(xiàn)模擬斷層圖像。可以很好地解決BGA焊點的缺陷。目的：清晰、準(zhǔn)確地觀察BGA焊點的焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)缺陷，顯示焊接內(nèi)部缺陷的形狀、位置和尺寸。
目視檢查和2DX射線在上述無損檢測方法中有局限性。目前，最先進的無損檢測技術(shù)3DX射線（CT掃描）能很好地解決焊點缺陷問題，但檢測成本較高。如果產(chǎn)品可以銷毀，則可以使用下一步。應(yīng)測試破壞性檢測方法。
破壞性檢測方法
1.紅墨水法檢測焊點質(zhì)量
紅墨水測試適用于驗證印制電路板上BGA和IC的焊接條件。通過對印刷電路板和集成電路元件焊點染色的觀察和分析，判斷了焊接裂紋。紅墨水測試的原理是利用液體的滲透性。將焊點放入紅色染料中，染料滲透到焊點的裂縫中。干燥后，焊點被強行分離。觀察裂紋處界面的顏色狀態(tài)，以確定焊點是否斷裂。簡單地說，它分為五個步驟：切割滲透干燥分離觀察。目的：一般來說，通過紅墨水測試可以看到整個BGA下所有錫球的焊接現(xiàn)象。電子裝配焊接質(zhì)量分析是一種常用的方法。可檢測電子零件焊接過程中是否存在虛焊、虛焊、裂紋等缺陷。
焊點質(zhì)量切片分析，是PCB/PCBA失效分析的一項重要技術(shù)。切片分析比紅墨水測試更耗時。切片分析的過程是取樣清洗真空鑲嵌磨拋光微蝕（如有必要）分析。切片質(zhì)量的好壞直接影響到故障定位確認的準(zhǔn)確性，因此檢測人員的能力非常高。截面分析目的：不僅可用于PCBA焊點的內(nèi)部空隙、界面結(jié)合、潤濕質(zhì)量評價，還可用于PCBA焊點的質(zhì)量檢測。
掃描電鏡與能譜儀的結(jié)合
在切片分析的基礎(chǔ)上，為了進一步了解焊點缺陷產(chǎn)生的原因，可以利用掃描電鏡和能譜儀分析焊點失效的原因。
通過以上幾種焊點缺陷檢測方法的介紹，我們相信您可以根據(jù)自己的需要選擇最合適的方法。美信檢測實驗室可以提供上述所有焊點檢測服務(wù)，愿為您的產(chǎn)品質(zhì)量保駕護航！
最后，如何改進BGA焊接工藝在電路板產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用？我們提供了以下措施供您參考和交流：
BGA焊接工藝改進措施
（1）電路板、芯片預(yù)熱除濕。包裝在托盤上的BGA應(yīng)在焊接前在120 C下烘烤4-6小時。
（2）清潔焊盤，去除留在印刷電路板表面的助焊劑和焊膏。
（3）必須使用新的輔助材料均勻地涂抹焊膏和助焊劑，焊膏必須攪拌均勻，焊膏粘度和焊膏量必須適當(dāng)，以確保焊膏在熔化過程中不會焊接。
（4）BGA芯片上的每個焊球必須與印刷電路板上的每個對應(yīng)焊點對齊。
_ 在回流焊過程中，應(yīng)正確選擇各區(qū)域的加熱溫度和時間，注意加熱速度。一般來說，最大加熱速率在100前不超過6秒，在100后不超過3秒。在冷卻區(qū)，最大冷卻速度不超過6秒。因為過多的加熱和冷卻速度會損壞印刷電路板和芯片，這種損壞有時肉眼看不到。同時，不同的芯片和焊膏應(yīng)選擇不同的加熱溫度和時間；對于免清洗焊膏，其活性低于非免清洗焊膏，因此，焊接溫度不宜過高，焊接時間不宜過長。防止焊錫顆粒氧化。
在印刷電路板設(shè)計中，印刷電路板上所有BGA焊點的焊盤應(yīng)設(shè)計成相同的尺寸。如果必須在焊盤下方設(shè)計一些通孔，還應(yīng)找到合適的印刷電路板制造商，以確保所有焊盤尺寸相同，焊盤上的焊料數(shù)量和高度相同。
