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BGA 焊球虚焊检测情况分析 View X X-ray X光机 一 焊接品质优良的BGA焊球（图一） 可看到“Dark Ring” 　　　　　 焊锡膏有良好“wetting” 说明：焊锡膏完全熔融并且完全wetting（润湿）电路板，形成“Dark Ring”效果。 二 焊接品质一般的BGA焊球（图二） 　看不到“Dark Ring” 　 焊锡膏没有“wetting” 说明：焊球大小正常，说明焊锡膏完全熔融，但看不到“Dark Ring”，说明焊锡膏没有wetting（润湿）电路板，所以没有形成“Dark Ring”效果。 三 焊接品质不佳的BGA焊球 A 焊球明显偏小 焊球明显偏小，四周发虚 OPEN 三 焊接品质不佳的BGA焊球 B 焊球明显偏大，且看不到“Dark Ring” 焊球明显偏大　　　　　 OPEN 一 优良焊接质量BGA的判定方法 图一　　　　　　　　　　　　　　　图二 图一：运用VIEW－X的2D检测，可以明显看到BGA焊球中间有一圈颜色较深的“Dark 　 　　　Ring”；表明此BGA焊球的焊接质量非常好。 　　　注：图一的“Dark Ring”，即图二黄色虚线与红色虚线二者之间的区域　　　　　 图二：黄色虚线与红色虚线之间形成的“Dark Ring”区域，是焊锡膏完全熔融后，BGA　 　　　焊球与PCB的焊盘焊接良好，且焊锡膏对PCB焊盘有良好的“wetting”即润湿效　 　　　果，而形成的图形效果。 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 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 （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 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 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