隨著SMT產業的飛速發展,裝配密度越來越高,組件越來越小,PCB基板層數的增加對SMT制造工藝提出了新的挑戰。隨著新工藝的引入和新工藝的研究與開發,對BGA器件提出了更高的要求。因此,嚴格控制BGA器件的空洞(氣泡,界面微孔)將變得尤為重要。
BGA焊點中存在氣泡是一種常見且難以避免的現象。
當焊點熔化時,焊膏中的助焊劑殘留和焊錫表面上的雜質會形成焊點氣泡。過多的氣泡不僅會降低焊點的強度,還會增加焊球的體積并增加發生短路的幾率。即使沒有形成短路和其他缺陷,電氣連接也會受到影響。
X射線在SMT行業中已經廣泛應用于檢測BGA的氣泡大小、空洞率、最大氣泡尺寸。BGA空洞的驗收標準大部分是遵從IPC-A-610D(8.2.12.4 表面安裝陣列-空洞),IPC標準明確規定了X射線檢測結果中任何焊料球的空洞大于25%視為缺陷。
IPC中的BGA空洞驗收標準,許多大型國際制造商并不認可,因為它們的要求比IPC標準更嚴格且要求更高。例如,聯想和華為認為BGA的空隙面積不應超過15%。如果超過20%,則會影響焊點的可靠性并影響焊點的使用壽命。
空洞面積越小越好,更小的空洞面積需要更強的工藝去支持?,F階段有許多QFN器件是用在光纖通信領域中,這對氣泡要求是相當高的。許多廠商也會將X射線檢測設備用于幫助改進生產工藝,降低研發成本,通過直觀的檢測圖像和軟件分析能力,幫助用戶提高工藝改進效率,加快研發升級。
X-RAY也可以檢測回流焊形成的氣泡。BGA焊球的制造過程與回流焊相似。因此,如果BGA制造商不嚴格按照BGA焊球工藝進行控制,則焊球本身會存在大量空洞,這樣還沒有過回流焊之前就已經產生了空洞,回流焊之后產生空洞就可想而知了。
如果不能很好地控制BGA回流工藝,則焊球空隙的比例將增加,并且焊點的機械性能和電氣性能將受到極大影響,特別是機械強度。因此,在BGA上線之前,可以使用X射線檢查BGA焊球的空洞。 BGA本身的空隙面積不得超過5%。這樣進行原材料檢查對回流焊后的氣泡控制非常有益。
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