【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生產(chǎn) BGA 器件的能力。究其原因主要是 BGA 器件焊接點(diǎn)的測(cè)試相當(dāng)困難，不容易保證其質(zhì)量和可靠性。 2 BGA 器件焊接點(diǎn)檢測(cè)中存在的問(wèn)題 目前，對(duì)以中等規(guī)模到大規(guī)模采用 BGA 器件進(jìn)行電子組裝的廠商，主要是采用電子測(cè)試的方式來(lái)篩選 BGA器件的焊接缺陷。在 BGA器件裝配期間控制裝配工藝過(guò)程質(zhì)量和鑒別缺陷的其它辦法，包括在焊劑漏印 (Paste Screening)上取樣測(cè)試和使用 X 射線進(jìn)行裝配后的最終檢驗(yàn)，以及 對(duì)電子測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行分析。 滿足對(duì) BGA 器件電子測(cè)試的評(píng)定要求是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)，因?yàn)樵?BGA 器件下面選定溯試點(diǎn)是困難的。在檢查和鑒別 BGA器件的缺陷方面，電子測(cè)試通常是無(wú)能為力的，這在很大程度上增加了用于排除缺陷和返修時(shí)的費(fèi)用支出。 據(jù)一家國(guó)際一流的計(jì)算機(jī)制造商反映，從印刷電路板裝配線上剔除的所有 BGA 器件中的 50％以上，采用電子測(cè)試方式對(duì)其進(jìn)行測(cè)試是失敗的，它們實(shí)際上并不存在缺陷，因而也就不應(yīng)該被剔除掉。電子測(cè)試不能夠確定是否是 BGA 器件引起了測(cè)試的失效，但是它們卻因此而被剔除掉。對(duì)其相關(guān)界 面的仔細(xì)研究能夠減少測(cè)試點(diǎn)和提高測(cè)試的準(zhǔn)確性，但是這要求增加管芯級(jí)電路以提供所需的測(cè)試電路。 在檢測(cè) BGA 器件缺陷過(guò)程中，電子測(cè)試僅能確認(rèn)在 BGA 連接時(shí)，判斷導(dǎo)電電流是通還是斷 ?如果輔助于非物理焊接點(diǎn)測(cè)試，將有助于組裝工藝過(guò)程的改善和 SPC(Statistical Process Control 統(tǒng)計(jì)工藝控制 )。 BGA 器件的組裝是一種基本的物理連接工藝過(guò)程。為了能夠確定和控制這樣一種工藝過(guò)程的質(zhì)量，要求了解和測(cè)試影響其長(zhǎng)期工作可靠性的物理因素，例如：焊料量、導(dǎo)線與焊盤(pán)的定位情況，以及潤(rùn)濕性，否則試 圖單單基于電子測(cè)試所產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行修改，令人格憂。 3 BGA 器件檢測(cè)方式的探索 測(cè)試 BGA 器件連接點(diǎn)的物理特性和確定如何才能始終如一地在裝配工藝過(guò)程中形成可靠連接的能力，在開(kāi)始進(jìn)行工藝過(guò)程研究期間顯得特別的重要。這些測(cè)試所提供的反饋信息影響到每個(gè)工藝過(guò)程的調(diào)整，或者要變動(dòng)焊接點(diǎn)的參數(shù)。 物理測(cè)試能夠表明焊劑漏印的變化情況，以及 BGA 器件連接點(diǎn)在整個(gè)再流工藝過(guò)程中的情況，也可以表明在一塊板上所有 BGA 的情況，以及從一塊板到另一塊板的 BGA 情況。舉例來(lái)說(shuō)，在再流焊接期間，極度的環(huán)境濕度伴隨著冷卻 時(shí)間的變化，將在 BGA 焊接點(diǎn)的空隙數(shù)量和尺寸大小上迅速反映出來(lái)。在 BGA 器件生產(chǎn)好以后，大量的測(cè)試對(duì)于組裝過(guò)程控制而言仍然是關(guān)鍵，但是可以考慮降低檢查的深入程度。 可以用于對(duì)整個(gè) BGA 器件組裝工藝過(guò)程進(jìn)行精確測(cè)量和質(zhì)量檢測(cè)的檢驗(yàn)設(shè)備非常少，自動(dòng)化的激光檢測(cè)設(shè)備能夠在元器件貼裝前測(cè)試焊劑的涂覆情況，但是它們的速度緩慢，不能用來(lái)檢驗(yàn) BGA 器件焊接點(diǎn)的再流焊接質(zhì)量。 目前許多生產(chǎn)廠商用于分析電子測(cè)試結(jié)果的 X 射線設(shè)備，也存在能否測(cè)試 BGA 器件焊接點(diǎn)再流焊特性的問(wèn)題。采用 X 射線裝置，在焊盤(pán)層焊料的圖象是 “陰影 ”，這是由于在焊接點(diǎn)焊料處在它上方的緣故。在不可拆 (noncollapsible) BGA 器件中，由于前置焊球的緣故，也會(huì)出現(xiàn) “陰影 ”現(xiàn)象。例如：當(dāng) BGA 中接觸點(diǎn)升浮在印刷電路板焊盤(pán)的上方，產(chǎn)生斷路現(xiàn)象時(shí)，由于前面的前置焊球使得確定這一現(xiàn)象顯得非常困難。 這是由于焊料或者前置焊球所引發(fā)的 “陰影 ”效果限制了 X 射線設(shè)備的檢測(cè)工作，使之僅能粗略地反映 BGA 的工藝過(guò) 程缺陷，例如：橋接現(xiàn)象。同時(shí)也影響到檢測(cè)邊緣部份的工藝缺陷，像焊料不足，或者由于污染引起的斷路現(xiàn)象。 僅有橫截面 X 射線檢測(cè)技術(shù)，例如 :X 射線分層法，能夠克服上述條件的制約。橫截面 X 射線檢測(cè)技術(shù)具有能夠查出隱藏的焊接點(diǎn)缺陷的能力，通過(guò)對(duì)焊盤(pán)層焊接點(diǎn)的聚焦，能夠揭示出 BGA 焊接點(diǎn)的連接情況。在同樣的情況下，采用 X 射線設(shè)各所獲得的圖像中，實(shí)際情況可能被隱藏掉了，從而不能夠反映出真實(shí)的情況。 焊料的數(shù)量以及它在連接點(diǎn)的分布情況，通過(guò)在 BGA 連接點(diǎn)的二個(gè)或更多個(gè)不同的高度 (例如：在印制電路板焊盤(pán)接觸面，在元 器件接觸面，或者在元器件和印刷電路板之間的一半高度 )所產(chǎn)生的橫截面圖像或者 “水平切片 ”予以直接測(cè)量，再結(jié)合同類 BGA 連接點(diǎn)的多次切片測(cè)量，能夠有效地提供三維測(cè)試，可以在對(duì) BGA 連接點(diǎn)不進(jìn)行物理橫截面 *作的情況下進(jìn)行檢測(cè)。 根據(jù) BGA 連接點(diǎn)的常規(guī)結(jié)構(gòu)，在每個(gè)橫截面 X 射線圖像 “切片 ”內(nèi)，具體連接點(diǎn)的特征被進(jìn)行分離并予于以測(cè)量，從而提供定量的統(tǒng)計(jì)工藝控制 (SPC)測(cè)量， SPC 測(cè)量能夠用于追蹤過(guò)程偏移，以及將其特征歸入對(duì)應(yīng)的缺陷范疇。 如圖 1 所示，超過(guò)三個(gè)圖像切片就能夠獲得不可拆 BGA 的焊接點(diǎn)情況，在圖 1 中 “印刷電路權(quán)焊料切片 ”中心定位于印刷電路板焊盤(pán)界面上，低共熔點(diǎn)焊料焊接輪廓內(nèi)， “焊料球切片 ”中心定位引線焊球(lead solder ball)內(nèi)， “元器件焊盤(pán)切片 ”中心定位于元器件界面的低共熔點(diǎn)焊料焊接輪廓線內(nèi)。可拆卸 BGA 焊接點(diǎn)，通過(guò)兩個(gè)或者更少的圖像 “切片 ”就可以反映其全部特征，圖像 “切片 ”中心可以定價(jià)于印刷電路板的焊盤(pán)界面處，也可以是在元器件界面處或者僅僅是在元器件和印刷電路板之間的一半位置處。 通過(guò) X 射線分層法切片，在 BGA 焊接點(diǎn)處可以獲取如下四個(gè)基本的物理超試參數(shù)： ① 焊接點(diǎn)中心的位置 焊接點(diǎn)中心在不同圖像切片中的相對(duì)位置，表明元器件在印刷電路扳焊盤(pán)上的定位情況。 ② 焊接點(diǎn)半徑 焊接點(diǎn)半徑測(cè)量表明在特定層面上焊接點(diǎn)中焊料的相應(yīng)數(shù)量，在焊盤(pán)層的半徑測(cè)量表明在 焊劑漏印 (PasteScreening)工藝過(guò)程中以及因焊盤(pán)污染所產(chǎn)生的任何變化，在球?qū)?(ball le