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BGA(球柵陣列包裝)是一種典型的高密度包裝技術(shù)，其特點是芯片插腳以球形焊點的排列形式分布在包裝下，可使設(shè)備更小、引腳數(shù)目更多、引腳間距更大、成品組裝率更高、電氣性能更好。所以，包裝設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。但是，BGA焊點隱藏在芯片的底部，焊接和組裝后不利于檢測。另外，由于國家或行業(yè)尚未制定BGA焊接質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)，所以BGA焊接質(zhì)量檢測技術(shù)是這類設(shè)備應(yīng)用中的一大難題。
當(dāng)前對BGA焊接質(zhì)量的檢測手段十分有限，常用的檢測方法有視覺檢測、飛針電子檢測、x射線檢測、染色檢測、切片檢測等。以染色和切片的方法進行破壞性檢測，可作為故障分析手段，不適用于焊接質(zhì)量檢測。本發(fā)明采用的是視覺檢測技術(shù)，它只能對設(shè)備邊緣處的焊球進行檢測，不能檢測焊球的內(nèi)部缺陷；飛針電子檢測誤判率過高；X射線檢測利用X射線的傳輸特性，可以很好地檢測隱藏在設(shè)備下的焊球焊接情況，是目前最有效的BGA焊接質(zhì)量檢測方法。
焊接球橋接：指兩個或兩個以上的BGA焊球連在一起造成短路的缺陷。這是由于BGA焊球熔化后流動造成的粘連所致。由于此缺陷會引起短路，這是**不允許的嚴(yán)重缺陷。
焊球丟失：BGA焊球丟失是指焊接后焊球丟失的缺陷。該缺陷可能是植球過程中的遺漏，也可能是由于焊球流入印制板的通孔中。這個缺陷會直接導(dǎo)致斷電，這是**不能允許的嚴(yán)重缺陷。
BGA焊球移動：BGA焊球與PCB焊盤沒有完全對齊，存在相對位移缺陷。這一缺陷通常不影響電氣連接，但影響設(shè)備焊接的機械性能。實踐中，焊球?qū)副P的位移最大25%，但相鄰焊球間的間隙不得減少25%以上。
BGA焊接球：指氣泡在BGA焊接球上的缺陷。此缺陷通常是由于焊膏中有機成分未及時排除或焊盤未清洗干凈所致。焊接球體氣泡對信號的傳輸有一定的影響，而氣泡對機械性能的影響更為重要。實踐中，生產(chǎn)單位或用戶通常規(guī)定焊點內(nèi)總氣泡的濃度不超過某一閾值，如空洞面積小于等于焊球投影面積的25%，即合格。
虛焊：指BGA焊球與焊盤沒有真正電氣連接的缺陷。這類缺陷常與金屬間化合物的形成有關(guān)，表現(xiàn)為電氣連接不良或不暢，在施加外力時電氣連接良好。除上述間接形式外，虛焊方法難以直接檢測到。
枕狀效應(yīng)(HIP)：指BGA焊接球與焊膏擠壓未完全或部分融合而成的凹凸或不擴散凸。這種缺陷一般沒有特殊的表現(xiàn)形式，檢測方法不易發(fā)現(xiàn)，但在后期使用過程中，焊點容易斷裂，形成虛焊，因此危害更大。
為提高檢測效率，常采用二維X射線對有無虛焊進行初步診斷。觀察X光在特定操作過程中的傾斜。
BGA的焊接質(zhì)量主要包括焊球的焊接、丟失焊球、焊球偏移、焊球空洞、虛焊和枕頭效應(yīng)。使用中出現(xiàn)的一些缺陷會導(dǎo)致電路的可靠性受到影響，有些會立即表現(xiàn)出來，如焊球焊接會形成短路；在使用中，如使用時，焊球很容易在枕頭上折斷形成虛焊。經(jīng)過一些實時測試，我們可以很容易地檢測出實時性能的缺陷，而實時性能對電子系統(tǒng)的危害卻是不容忽視的。
一般認為X射線僅能檢測到焊接連接、焊球丟失、焊球移位、空洞等缺陷。三維斷層掃描技術(shù)，使得X射線探傷可以覆蓋所有BGA焊接的常見缺陷。特別是虛焊和枕頭效應(yīng)的檢測，不再單純依靠破壞性檢測手段。在實際工程應(yīng)用中，為考慮檢測效率，需將二維成像與三維斷層掃描相結(jié)合。采用二維成像技術(shù)，對焊球焊接、焊球丟失、焊球移位、焊球空洞等進行了整體焊接質(zhì)量的快速檢測，初步判定虛焊。結(jié)合實際情況，通過三維斷層掃描診斷是否存在虛焊現(xiàn)象和枕頭效應(yīng)。BGA設(shè)備的焊接質(zhì)量檢測可以通過兩種技術(shù)手段來完成，為BGA設(shè)備的應(yīng)用提供可靠的質(zhì)量保證。
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