BGA质量检测方法:焊接中常见焊接缺陷或失效

日期:2021-09-26 11:51:00 浏览量:3438 标签: 可焊性测试 焊接

作为现代电子信息技术产业高速发展的源动力,芯片已广泛渗透及融合到国民经济和社会发展每个领域,是数字经济、信息消费乃至国家长远发展的重要支撑。BGA是电子元件必不可少的一环,但在BGA封装焊接中,经常会出现空洞现象,空洞现象的产生主要是助焊剂中有机物经过高温裂解产生气泡,导致气体被包围在合金粉末内,形成空洞,空洞的产生会在一定程度上影响产品的使用效果,如焊接空洞在后期使用过程中容易给电子元件造成接触不良,影响使用寿命。今天我们就来介绍一下BGA焊点缺陷或失效的几个常用的检测方法,帮助大家深入理解做更好的判断。

非破坏性检测方法

一、目视检测焊点质量

目视检测在整个电子产品生产过程中都可进行,通过高倍放大镜对焊点进行观察,从外观上初步检测焊点是否存在明显缺陷。

目的:能简便、快速、直接的对焊点进行观察,可以观察焊点外部有没有连焊、周围表面的情况等。

但目视检测的局限性很大,只能在没有检测设备的情况下,用作初步判断,无法判断焊点内部是否存在其他缺陷或焊点表面是否有空洞等。

二、X-ray检测焊点质量

X-ray检测是一种无损的物理透视方法,即为在不破坏芯片情况下,利用X射线透视元器件,检测元器件的内部封装情况,如气泡、裂纹、绑定线异常等。

2DX-ray

对于样品无法以目视方式检测的位置,利用纪录X-ray穿透不同密度物质后其光强度的变化,产生的对比效果可形成影像即可显示出待测物的内部结构,进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。

目的:通过X射线扫描能快速、有效的观察,能判别空焊,虚焊等BGA焊接缺陷,BGA、线路板等内部位移的分析,架桥、短路方面的缺点等。

但2DX-ray存在一定的局限性,只能观察二维平面图像,原理是将三维立体的实物样品显示在二维的显示屏上成像,对于结构复杂的产品,不同深度方向上的信息都重叠在一起,极易混淆。例如,在同一位置的不同面均存在元器件的情况下,焊锡形成的阴影会重叠起来,影响检测结果的准确性,因此,对于结构复杂的产品常用作初步、快速判定。

3DX-ray(CT扫描)

3DX-ray很好的解决了2D X-ray的局限性问题,能够呈现三维立体图像,且具有高密度分辨率和高空间分辨率,还能实现模拟断层扫描图像等。对于BGA焊点的缺陷问题能完美的解决。

目的:可以清晰、准确的观察BGA焊点的焊接质量和结构缺陷,还能显示出缺陷在焊接内部的形状、位置和大小。

在上述的非破坏性检测方法对焊点缺陷进行检测的过程中,目视检测和2DX-ray均存在局限性,而3DX-ray(CT扫描)是目前最先进的无损检测技术能完美解决焊点缺陷问题,但测试费用较昂贵,如产品可以被破坏,则可以使用接下来要讲的破坏性检测方法来进行测试。

BGA质量检测方法:焊接中常见焊接缺陷或失效

破坏性检测方法

三、红墨水试验检测焊点质量

红墨水试验适用于验证印刷电路板上BGA及IC的焊接情况。通过观察、分析PCB及IC组件的焊点染色情况,从而对焊接开裂情况进行判定。

红墨水试验的原理是利用液体的渗透性。将焊点置于红色染剂中,让染料渗入焊点裂纹,干燥后将焊点强行分离,通过观察开裂处界面颜色状态来判断焊点是否断裂。简单来说,分为五步:切割 → 渗透 → 烘干 → 分离 → 观察 。

目的:一般来说红墨水测试比较能够看到一整颗BGA底下的所有锡球的焊锡现象。是一种常用的电子组装焊接质量的分析手段,可以考察电子零件的焊接工艺是否存在虚焊,假焊,裂缝等瑕疵。

四、切片分析焊点质量

切片分析是进行PCB/PCBA失效分析的重要技术,切片分析较之红墨水试验更为费时,切片分析的流程:取样→清洗→真空镶嵌→研磨→抛光→微蚀(如有必要)→分析。切片质量的好坏将直接影响失效部位确认的准确性,因此对检测人员的能力要求很高。

切片分析

目的:既能用于检查PCBA焊点内部空洞,界面结合状况,润湿质量评价等,还能对电路板品质的好坏进行检验。

SEM&EDS联用

在切片分析的基础上,想要进一步了解焊点缺陷产生的原因,可以采用SEM&EDS对焊点的失效原因进行分析。

最后,在电路板产品生产的过程中如何对BGA焊接工艺进行改进呢?我们提供了以下的措施供大家参考交流:

BGA焊接工艺改进措施

①电路板、芯片预热,去除潮气,对托盘封装的BGA要在焊接前以120℃烘烤4~6h。

②清洁焊盘,将留在PCB表面的助焊剂、焊锡膏清理掉。

③涂焊锡膏、助焊剂必须使用新鲜的辅料,涂抹均匀,焊膏必须搅拌均匀,焊膏黏度和涂抹的焊膏量必须适当,才能保证焊料熔化过程中不连焊。

④贴片时必须使BGA芯片上的每一个焊锡球与PCB上每一个对应的焊点对正。

⑤在回流焊过程中,要正确选择各区的加热温度和时间,同时应注意升温的速度。一般,在100℃前,最大的升温速度不超过6℃/s,100℃以后最大的升温速度不超过3℃/s,在冷却区,最大的冷却速度不超过6℃/s。因为过高的升温和降温速度都可能损坏PCB和芯片,这种损坏有时是肉眼不能观察到的。同时,对不同的芯片、不同的焊锡膏,应选择不同的加热温度和时间;对免洗焊膏,其活性低于非免洗焊膏,因此,焊接温度不宜过高,焊接时间不宜过长,以防止焊锡颗粒的氧化。

⑥在进行PCB设计时,PCB上BGA的所有焊点的焊盘应设计成一样大,如果某些过孔必须设计到焊盘下面,也应当找合适的PCB厂家,确保所有焊盘大小一致,焊盘上焊锡一样多且高度一致。

以上便是此次创芯检测带来的“BGA质量检测方法”相关内容,通过本文,希望能对大家有所帮助。如果您喜欢本文,不妨持续关注我们网站,我们将于后期带来更多精彩内容。如您有任何电子产品检验测试的相关需求,欢迎致电创芯检测,我们将竭诚为您服务。


微信扫码关注 CXOlab创芯在线检测实验室
相关阅读
五月芯资讯回顾:原厂涨价函不断,疫情影响供应链

刚刚过去的五月,全球多地疫情反弹,大宗商品涨价延续,IC产业链毫无意外,缺货涨价仍是主旋律。下面就来梳理一下过去的一个月,业内都有哪些值得关注的热点。

2021-06-04 11:16:00
查看详情
马来西亚管控延长,被动元件又悬了?

自五月以来,马来西亚疫情不断升温,每日新增确诊高峰曾突破9000例。严峻形势之下,马来西亚政府于6月1日开始执行为期半个月的全面行动管制。在这之后,每日新增病例呈现下降趋势。

2021-06-18 15:41:07
查看详情
内存市场翻转,涨价来袭!

据媒体近日报道,内存正在重回涨价模式,从去年12月到今年1月,涨幅最多的品种已达30%。据行情网站数据,各类内存条、内存颗粒在12月上旬起开始涨价,至今仍没有停止的意思。

2021-03-05 10:53:00
查看详情
被动元件涨价启动,MLCC和芯片打头阵

据台媒近日报道,MLCC两大原厂三星电机和TDK近期对一线组装厂客户发出通知,强调高容MLCC供货紧张,即将对其调涨报价。在芯片电阻市场,台厂国巨正式宣布从三月起涨价15-25%。紧接着,华新科也对代理商发出涨价通知,新订单将调涨10-15%。

2021-03-05 10:52:00
查看详情
深圳福田海关查获大批侵权电路板,共计超过39万个

据海关总署微信平台“海关发布”10日发布的消息,经品牌权利人确认,深圳海关所属福田海关此前在货运出口渠道查获的一批共计391500个印刷电路板,侵犯了UL公司的“RU”商标专用权。

2021-03-05 11:12:00
查看详情
可靠性测试:常规的可靠性项目及类型介绍

可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。根据可靠性统计试验所采用的方法和目的,可靠性统计试验可以分为可靠性验证试验和可靠性测定试验。可靠性测定试验是为测定可靠性特性或其量值而做的试验,通常用来提供可靠性数据。可靠性验证试验是用来验证设备的可靠性特征值是否符合其规定的可靠性要求的试验,一般将可靠性鉴定和验收试验统称为可靠性验证试验。

2021-04-26 16:17:00
查看详情
产品进行可靠性测试的重要性及目的

产品在一定时间或条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。可通过可靠度、失效率还有平均无故障间隔等来评价产品的可靠性。而且这是一项重要的质量指标,只是定性描述就显得不够,必须使之数量化,这样才能进行精确的描述和比较。

2021-04-26 16:19:00
查看详情
汇总:半导体失效分析测试的详细步骤

失效分析是芯片测试重要环节,无论对于量产样品还是设计环节亦或是客退品,失效分析可以帮助降低成本,缩短周期。 常见的失效分析方法有Decap,X-RAY,IV,EMMI,FIB,SEM,EDX,Probe,OM,RIE等,因为失效分析设备昂贵,大部分需求单位配不了或配不齐需要的设备,因此借用外力,使用对外开放的资源,来完成自己的分析也是一种很好的选择。我们选择去外面测试时需要准备的信息有哪些呢?下面为大家整理一下:

2021-04-26 16:29:00
查看详情
芯片常用失效分析手段和流程

一般来说,集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免,随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高,失效分析工作也显得越来越重要,通过芯片失效分析,可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。芯片失效分析的常用方法不外乎那几个流程,最重要的还是要借助于各种先进精确的电子仪器。以下内容主要从这两个方面阐述,希望对大家有所帮助。

2021-04-26 16:41:00
查看详情
值得借鉴!PCB板可靠性测试方法分享

PCB电路板是电子元件的基础和高速公路,又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了;它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。PCB的质量非常关键,要检查PCB的质量,必须进行多项可靠性测试。这篇文章就是对测试的介绍,一起来看看吧。

2021-04-26 16:47:42
查看详情