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PCBA大講堂:BGA錫球焊接缺點(diǎn)的幾種檢查方法

發(fā)布時(shí)間 :2016-07-27 14:00 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
一般我們?cè)跈z查BGA錫球的焊錫好壞時(shí),如果是架橋/短路方面的缺點(diǎn),通常只要使用X-Ray設(shè)備就可以檢查得出來;但如果要檢查錫球有否空焊或破裂的問題,就會(huì)比較復(fù)雜。
基本上會(huì)有三種方式可以用來檢查BGA的焊性,使用X-Ray、滲透染紅試驗(yàn)、切片。不管如何,當(dāng)你想分析BGA的焊性前建議你還是要用X-Ray先檢查看看能否看出任何問題,因?yàn)檫@畢竟是非破壞性檢查,只有當(dāng)X-Ray無法判斷出問題才繼續(xù)采用后面兩種的破壞方法。
其實(shí)還有一種方法可用光學(xué)儀器來檢查BGA的錫球,如使用顯微鏡,或是光纖微型攝影機(jī),但由于 BGA 的間距也越來越小,再加上它通常只能檢查到 BGA 外面兩排的錫球,其他的就有點(diǎn)愛莫能助,所以基本上我們就不在這里介紹。
 
下面我們就來談?wù)勥@三種檢查BGA的方法:
使用X-Ray檢查BGA焊性:
一般的 X-Ray 檢查機(jī)只能查看到二維(2D)的影像,但二維很難看得出來有否空焊或錫球開裂等問題,因?yàn)橛跋裰荒芸吹秸w錫球的形狀,但如果錫球里面有過多或過大的氣泡,就極有可能會(huì)產(chǎn)生斷裂的問題,另外如果錫球的外直徑比起其他相鄰的錫球來得大或小,也有機(jī)會(huì)造成空焊,但這僅是就經(jīng)驗(yàn)來判斷。
X-Ray的BGA照片
另外,近來有新式的X-Ray檢查機(jī),可以作到類似醫(yī)院電腦斷層掃描的立體影像結(jié)果,可以呈現(xiàn)出立體的影像并查看有無焊錫上的缺點(diǎn),但由于這種機(jī)器的費(fèi)用太貴,所以一般的工廠根本不太可能購買這樣的設(shè)備,比較可行的方式是到外邊的實(shí)驗(yàn)室去租用這類的X-Ray機(jī)器來做初步的檢查。如果這種檢查就可以查出BGA不良的問題,就不需要再用到后面的破壞性試驗(yàn)。
 
滲透染紅(Red Dye Penetration Test)測(cè)試:
這是一種破壞性試驗(yàn), 通常使用在所有的非破壞性檢驗(yàn)都無法解開的不良板,因?yàn)槠茐男詫?shí)驗(yàn)做下去,這片板子及BGA就得報(bào)廢,而且還可能連原先的證據(jù)都被破壞了。一般來說染紅測(cè)試比較能夠看到一整顆BGA底下的所有錫球的焊錫現(xiàn)象。
它的理論是使用較明顯的紅藥水填充于整顆BGA底下,利用紅藥水可以滲透進(jìn)所有細(xì)小裂縫的特性,然后當(dāng) BGA 被從電路板上拔除之后,檢查紅藥水分布與錫球的結(jié)果,判斷的時(shí)候需要同時(shí)檢查電路板上的焊墊與BGA上面殘留的錫球有多少紅藥水殘留,其紀(jì)錄方法通常采用一張劃上表格的圖紙,這些表格會(huì)與BGA錫球的位置相對(duì)應(yīng),然后紀(jì)錄紅藥水在每顆錫球上的殘留現(xiàn)象。
BGA的染紅紀(jì)錄表
 
電路板切片檢查BGA焊性:
這個(gè)方法也是破壞性實(shí)驗(yàn),而且比染紅測(cè)試更費(fèi)工,它通常需要比較精淮的前置作業(yè)分析,用電器測(cè)試檢查到底那顆錫球可能有問題,然后才做切片,你可以暫時(shí)想像切片就是拿一把刀子從你認(rèn)為有問題的地方一刀切下去,切開來的地方就可以詳細(xì)的檢查錫球的剖面結(jié)構(gòu),甚至是電路板上的線路與節(jié)點(diǎn)都可以看得到,有時(shí)候BGA的問題并不是來自BGA的錫球焊接,而是來自電路板的線路問題,使用切片也可以連電路板的問題一起分析。
BGA切片分析,氣泡與冷焊
可是切片的機(jī)械動(dòng)作如果動(dòng)作太大或是太快,就容易破壞掉原本的BGA與電路板上的線路連接結(jié)構(gòu),所以必須要非常的小心,一點(diǎn)一點(diǎn)慢慢地磨出想要檢查的剖面,而且磨出來的地方還得去除粉塵與特殊顯影,否則有些現(xiàn)象不太容易被顯微鏡檢查出來,就因?yàn)樗暮臅r(shí)與耗工,所以一般都要送到工廠外面的實(shí)驗(yàn)室,由專人做切片。


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