热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

X射线检测:BGA焊接质量检测方法

2021-12-27 09:22     来源:日联科技     无损检测X射线检测X射线探伤
BGA(球栅阵列包装)是一种典型的高密度包装技术,其特点是芯片插脚以球形焊点的排列形式分布在包装下,可使设备更小、引脚数目更多、引脚间距更大、成品组装率更高、电气性能更好。所以,包装设备的应用越来越广泛。但是,BGA焊点隐藏在芯片的底部,焊接和组装后不利于检测。另外,由于国家或行业尚未制定BGA焊接质量检验标准,所以BGA焊接质量检测技术是这类设备应用中的一大难题。

当前对BGA焊接质量的检测手段十分有限,常用的检测方法有视觉检测、飞针电子检测、X射线检测、染色检测、切片检测等。以染色和切片的方法进行破坏性检测,可作为故障分析手段,不适用于焊接质量检测。视觉检测技术只能对设备边缘处的焊球进行检测,不能检测焊球的内部缺陷;飞针电子检测误判率过高;X射线检测利用X射线的传输特性,可以很好地检测隐藏在设备下的焊球焊接情况,是目前最有效的BGA焊接质量检测方法。

焊接球桥接:指两个或两个以上的BGA焊球连在一起造成短路的缺陷。这是由于BGA焊球熔化后流动造成的粘连所致。由于此缺陷会引起短路,这是绝对不允许的严重缺陷。

焊球丢失:BGA焊球丢失是指焊接后焊球丢失的缺陷。该缺陷可能是植球过程中的遗漏,也可能是由于焊球流入印制板的通孔中。这个缺陷会直接导致断电,这是绝对不能允许的严重缺陷。

BGA焊球移动:BGA焊球与PCB焊盘没有完全对齐,存在相对位移缺陷。这一缺陷通常不影响电气连接,但影响设备焊接的机械性能。实践中,焊球对焊盘的位移最大25%,但相邻焊球间的间隙不得减少25%以上。

BGA焊接球:指气泡在BGA焊接球上的缺陷。此缺陷通常是由于焊膏中有机成分未及时排除或焊盘未清洗干净所致。焊接球体气泡对信号的传输有一定的影响,而气泡对机械性能的影响更为重要。实践中,生产单位或用户通常规定焊点内总气泡的浓度不超过某一阈值,如空洞面积小于等于焊球投影面积的25%,即合格。

虚焊:指BGA焊球与焊盘没有真正电气连接的缺陷。这类缺陷常与金属间化合物的形成有关,表现为电气连接不良或不畅,在施加外力时电气连接良好。除上述间接形式外,虚焊方法难以直接检测到。

枕状效应(HIP):指BGA焊接球与焊膏挤压未完全或部分融合而成的凹凸或不扩散凸。这种缺陷一般没有特殊的表现形式,检测方法不易发现,但在后期使用过程中,焊点容易断裂,形成虚焊,因此危害更大。

为提高检测效率,常采用二维X射线对有无虚焊进行初步诊断。观察X光在特定操作过程中的倾斜。

BGA的焊接质量主要包括焊球的焊接、丢失焊球、焊球偏移、焊球空洞、虚焊和枕头效应。使用中出现的一些缺陷会导致电路的可靠性受到影响,有些会立即表现出来,如焊球焊接会形成短路;在使用中,如使用时,焊球很容易在枕头上折断形成虚焊。经过一些实时测试,我们可以很容易地检测出实时性能的缺陷,而实时性能对电子系统的危害却是不容忽视的。

一般认为X射线仅能检测到焊接连接、焊球丢失、焊球移位、空洞等缺陷。三维断层扫描技术,使得X射线探伤可以覆盖所有BGA焊接的常见缺陷。特别是虚焊和枕头效应的检测,不再单纯依靠破坏性检测手段。在实际工程应用中,为考虑检测效率,需将二维成像与三维断层扫描相结合。采用二维成像技术,对焊球焊接、焊球丢失、焊球移位、焊球空洞等进行了整体焊接质量的快速检测,初步判定虚焊。结合实际情况,通过三维断层扫描诊断是否存在虚焊现象和枕头效应。BGA设备的焊接质量检测可以通过两种技术手段来完成,为BGA设备的应用提供可靠的质量保证。


推荐阅读

工业CT检测的实验室能力认可

工业CT(计算机层析成像)技术是20世纪70年代在医用CT基础上发展起来的先进无损检测技术,从20世纪90年代开始在我国取得应用。 2021-12-31

X射线透视成像技术可以有效配合汽车制造过程

车辆生产是一项非常复杂的系统工程,其铸造过程远比我们想象的复杂。伴随着工业4.0的发展,汽车OEM的自动化程度越来越高,生产效率也越来越高,用智能X射线检查设备对零部件进行无损检测,是保证产品质量的重要手段。 2021-12-30

X射线检测机能够实现无损检测吗?与工业CT检测有何不同?

X射线检测器的工作原理主要是利用x射线的渗透作用,X射线波长短,能量特别大,照射到物质上时,物质只能吸收一小部分,但大部分x射线的能量通过物质原子的间隙,表现出很强的渗透能力。 2021-12-28

深圳市机械工程学会无损检测分会第四届年会在深圳召开

2021年12月25日,深圳市机械工程学会无损检测分会以视频方式召开了第四届年会,主会场设在深圳职业技术学院。 2021-12-27

电离辐射的工业应用

核技术在工业上的应用非常广泛,探伤、测厚、称重、料位、仪器仪表等。 2021-12-24

阅读排行榜