X光机检测BGA-焊球虚焊情况分析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,*,页,2004年9月24日,X光机检测BGA-焊球虚焊情况分析课件,1,X光机检测BGA-焊球虚焊情况分析课件,2,X光机检测BGA-焊球虚焊情况分析课件,3,X光机检测BGA-焊球虚焊情况分析课件,4,X光机检测BGA-焊球虚焊情况分析课件,5,X光机检测BGA-焊球虚焊情况分析课件,6,二“,Dark Ring”,的形成原理,1,，不同材料对,x,射线的不透明系数：,X,射线由一个微焦点,X,射线管产生，穿过管壳内的一个铍窗，并投射到试验样品上。样品对,X,射线的吸收率或透射率取决于样品所包含材料的成分与比率。穿过样品的,X,射线轰击到,X,射线敏感板上的磷涂层，并激发出光子，这些光子随后被摄像机探测到，然后对该信号进行处理放大，由计算机进一步分析或观察。不同的样品材料对,X,射线具有不同的不透明系数见表,1.,处理后的灰度图像显示了被检查的物体密度或材料厚度的差异。,表,1,不同材料对,X,射线的不透明度系数,材料,用途,X,射线不透明度系数,塑料,包装,极小,金,芯片引线键合,非常高,铅,焊料,高,铝,芯片引线键合，散热片,极小,锡,焊料,高,铜,PCB,印制线,中等,环氧树脂,PCB,基板,极小,硅,半导体芯片,极小,二“Dark Ring”的形成原理 1，不同材料对x射线的,7,2,，剖面图说明“,Dark Ring”,的形成原理,区域,A,区,B,区,相同材质,芯片,芯片,BGA,本体,BGA,本体,PCB,板,PCB,板,不同材质对比,焊锡膏,BGA,焊盘,焊锡膏,PCB,焊盘,（图三）,图三通过对比,A,、,B,区域所各自包含的材质，可以看出不同材质对比中，,A,区域的材质为焊锡膏，,B,区域的材质为,BGA,和,PCB,的焊盘（铜箔），根据表,1,得知：焊锡膏对,X,射线的不透明系数大于铜的不透明系数，从而,A,区域对,X,射线的不透明系数总和大于,B,区域的不透明系数总和。,当,X,射线同时等量进入,A,、,B,区域后，击穿,A,区域的,X,射线数量将少于击穿,B,区域的,X,射线数量。信号接受器因接收不等量的光电子信号，故而会在,A,、,B,区域的投影区产生不同明暗对比度的图像效果。这就是良好焊接的,BGA,焊球会产生如图一所示的“,Dark Ring”,效果。（图四）,材质对比表,2，剖面图说明“Dark Ring”的形成原理区域A区B区相,8,2,，剖面图说明“,Dark Ring”,的形成原理,（图四）,X,射线同时等量进入,A,、,B,区域,击穿,A,区域的,X,射线数量少于击穿,B,区域的,X,射线数量,A,区材质,透明系数,B,区材质,透明系数,芯片,中等,芯片,中等,BGA,本体,高,BGA,本体,高,PCB,板,底,PCB,板,底,焊锡膏,高,BGA,焊盘,中等,焊锡膏,高,PCB,焊盘,中等,透明系数对比表,2，剖面图说明“Dark Ring”的形成原理（图四）X射线,9,三、,BGA,虚焊在,2D,检测下的表现形式,A,焊球明显偏小（图三）,图三,OPEN,造成原因：,一、印刷问题：,1,、钢网的孔堵塞，焊锡膏没刷上；,2,、钢网印刷过程中升起速度太慢，导致焊锡又被钢网带走，,PAD,上焊锡量不足。,二、回流焊问题：,1,、焊球的焊料流到附近的通孔，也会造成焊锡量不足。,2,、回流温度曲线不对：,焊锡膏质量问题,贴片精确度和压力不够,三、BGA虚焊在2D检测下的表现形式A 焊球明显偏小（图三,10,三、,BGA,虚焊在,2D,检测下的表现形式,焊球明显偏大，且看不到“,Dark Ring”,（图四）,造成原因：,PCB,焊盘铜箔喷锡的表面氧化层太厚，对焊锡膏产生拒焊，尽管焊锡膏已完全熔融，但焊锡膏无法润湿,PCB,的焊盘，导致,PCB,焊盘上的焊膏与,BGA,焊球熔融为一体，造成,BGA,焊球球体变大的现象。,图四,OPEN,三、BGA虚焊在2D检测下的表现形式焊球明显偏大，且看不到“,11,三、总结,BGA,焊球的虚焊现象，在焊球底部与焊盘之间是非常细微的，所以对比度变化很细微。目前市场上亦有运用,3D,技术的,X-RAY,，意图是对焊球的虚焊进行直接目视观察。其工作原理为：将探测器倾斜后围绕,BGA,焊球进行,360,度旋转，以创造直接目视观察焊球底部与焊盘之间的焊接状况的机会。,而由于现代,BGA,封装技术，对高,I/O,数的不断要求和发展，也要求,BGA,焊球之间的间距向更小间距发展。采用,3D,技术的检测设备，当其探测器在倾斜到一定角度时，焊球与焊球之间因互相遮挡，对,BGA,内部的焊球底部，因“视线遮挡”已经无法直接观测。而对,BGA,外部的焊球来说，也可能存在检测限制，即,BGA,旁边的其他元器件可能对,BGA,焊球底部造成的“视线遮挡”，从而可能对,3D,检测效果产生不利影响。即便,BGA,旁边无其他元器件对焊球造成遮挡时，,3D,检测手段亦只能对,BGA,焊球的外侧进行局部观察，这仍然是因为,BGA,焊球之间因微小间距而造成的“视线遮挡”。所以,3D,检测虚焊，理论上是以通过直接的目视观察，以提高“虚焊”检测的直观性，而实际操作中也存在着一定的局限性。同时，,3D,检测手段除了上述的检测覆盖范围的局限性外，检测方法与手段太耗时，无法满足制造厂商日益高密度、高速度的生产需求，也是突出的问题，同时制造厂商还必须应对设备高投资，高维护成本的风险。,三、总结BGA焊球的虚焊现象，在焊球底部与焊盘之间是非常,12,谢谢了解！,谢谢了解！,13,