BGA检测方法的探讨

目前市场上出现的bga封装类型主要有：PBGA（塑料BGA）、CBGA（陶瓷BGA）及TBGA（载带BGA）。封装工艺中所要求的主要性能有：封装组件的可靠性；与PCB的热匹配性能；焊球的共面性；对热、湿气的敏感性；是否能通过封装体边缘对准，以及加工的经济性能。需指出的是，BGA基板上的焊球不论是通过高温焊球（90Pb/10Sn）转换，还是采用球射工艺形成，焊球都有可能掉下丢失，或者成型过大、过小，或者发生焊球连、缺损等情况。因此，需要对BGA焊接后质量情况的一些指标进行检测控制。

目前常用的BGA检测技术有电测试、边界扫描及X射线检测。

1）电测试。 传统的电测试是查找开路与短路缺陷的主要方法。其唯一目的是在板的预制点进行实际的电连接，这样便可以撮合一个使信号流入测试板、数据流入ATE的接口。如果印制电路板有足够的空间设定测试点，系统就能快速、有效地查找到开路、短路及故障元件。系统也可检查元件的功能。测试仪器一般由微机控制，检测不同PCB时，需要相应的针床和软件。对于不同的测试功能，该仪器可提供相应工作单元来进行检测。例如，测试二极管、三极管时用直流电平单元；测试电容、电感时用交流单元；而测试低数值电容及电感、高阻值电阻时用高频信号单元。

2）边界扫描检测 。边界扫描技术解决了一些与复杂元件及封装密度有关的搜寻问题。采用边界扫描技术，每一个IC元件设计有一系列寄存器，将功能线路与检测线路分离开，并记录通过元件的检测数据。测试通路检查IC元件上每一个焊接点的开路、短路情况。基于边界扫描设计的检测端口，通过边缘连接器给每一个焊点提供一条通路，从而免除全节点查找的需要。电测试与边界扫描检测都主要用以测试电性能，却不能较好检测焊接的质量。为提高并保证生产过程的质量，必须找寻其它方法来检测焊接质量，尤其是不可见焊点的质量。

3）X射线测试。 有效检测不可见焊点质量的方法是X射线检测。该检测方法基于X射线不能象透过铜、硅等材料一样透过焊料的思想。换言之，X射线透视图可显示焊接厚度、形状及质量的密度分布。厚度与形状不仅是反映长期结构质量的指标，在测定开路、短路缺陷及焊接不足方面，也是很好的指标。此技术有助于收集量化的过程参数，这些补充数据有助于降低新产品开发费用，缩短投放市场的时间。

自动X射线分层系统使用了三维剖面技术。该系统能检测单面或双面表面贴装电路板，而没有传统的X射线系统的局限性。系统通过软件定义了所要检查焊点的面积和高度，把焊点剖成不同的截面，从而为全部检测建立完整的剖面图。

目前已有两种检测焊接质量的自动测试系统上市：传输X射线测试系统与断面X射线自动测试系统。传输X射线测试系统源于X射线束沿通路复合吸收的特性。对SMT的某些焊接，如单面PCB上的J型引线与微间距QFP，传输X射线系统是测定焊接质量最好的办法，但它却不能区分垂直重叠的特征。因此，在传输X射线透视图中，BGA元件的焊缝被其引线的焊球遮蔽。对于RF屏蔽之下的双面密集型PCB及元器件的不可见焊接，也存在这类问题。

断面X射线自动测试系统克服了传输X射线测试系统的众多问题。它设计了一个聚焦断面，并通过上下平面散焦的方法，将PC的水平区域分开。该系统的成功在于只需较短的测试开发时间，就能准确检查焊接点。但断面X射线测试系统提供了一种非破坏性的测试方法，可检测所有类型的焊接质量，并获得有价值的调整装配工艺信息。

④选择合适的X射线检测系统

选择适合实际生产应用的、有较高性能价格比的X射线检测系统以满足控制需求是一项十分重要的工作。最近较新出现的超高分辨率X射线系统在检测分析缺陷方面已达微米水平，为生产线上发现较隐蔽的质量问题（包括焊接缺陷）提供了较全面的、比较省时的解决方案。在决定购买检测X射线系统之前，一定要了解系统在实际生产中的应用方面及所要达到的功能，以便于确定系统所需的最小分辨率，与此同时也就决定了所要购置的系统的大致价格。当然，设备的放置、人员的配置等因素也要在选购时通盘考虑。

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