《PCBA不良分析》BGA切片后如何判断焊接品质

这篇文章基本上是写给那些还不知道该「如何判断PCBA切片后的BGA吃锡好坏」朋友们参考用的。因为188金宝搏苹果下载 手边正好有几张自己家产品切片后拍的BGA焊锡照片，刚好可以拿来做为教材之用，而且还有很典型的焊锡双球(HIP, Head-In-Pillow)以及锡球被拉扯后造成焊锡不佳的照片。

通常我们在拿到一张BGA的切片照片时，第一个要判断的就是「那一边属于BGA封装面」，「那一边又是属于电路板组装面」。对于这个问题，188金宝搏苹果下载 的方法是从铜箔的厚度来做判断，铜箔比较厚的那一面通常是电路板的组装面，因为BGA封装的载板通常都比电子组装的电路板来得薄非常多，所以会选用比较薄的铜箔厚度。

（对于大陆那些盗文网站，复制贴上本站文章后，居然还改成自己公司的名字，感到无耻！文章内容部份防止复制编排可能造成您阅读的不便，请见谅！）

（当然这也只是个人对BGA的见解，如果专家路过有意见也请留言指教）

其次是如果切片后已经可以明显看到双球现象时，如下图为典型的HIP假冷焊缺点，球体比较大的那一面通常是载板上原来的锡球，因为BGA锡球的体积已经过了一次Reflow，而印刷在PCB上的锡膏经过一次Reflow助焊剂挥发后剩下的体积就只有原来的一半了，所以BGA面的球体通常比较大。至于焊垫(焊盘)大小则不一定，要看自家PCB佈线设计时有没有坚持设计成【Cooper Define Pad Design（铜箔独立焊垫设计）】也就是NSMD (Non-Solder Mask Defined)。

建议延伸阅读：SMD和NSMD焊垫设计的区别、优缺点与使用时机建议

接着，我们来判断BGA焊接的品质好坏

下图可以很清楚看出典型【双球(HIP)】焊接问题，不瞭解的朋友可以点击【HIP(Head-in-Pillow 枕头效应)】连结做进一步探讨。应该有99%的HIP现象都会发生在BGA封装四周最外面一排的锡球上，尤其是四个角落的位置，原因也几乎都是BGA载板或PCB经过回焊炉时因为高温而产生电路板的变形翘曲，等板子回温后变形变小，但熔融的锡已经冷却固化，于是形成双球靠在一起没有互相融锡的模样。HIP就是严重的BGA焊锡不良，这种现象一般不太容易被工厂内的X-Ray或测试程序给侦测出来，而会流到客户的手上，可是使用一段时间后产品就会因为功能问题反覆出现而被送回来修理。

第二种BGA焊锡不良是介于HIP与正常焊锡之间的锡球，知道怎么判断那一面是PCB端了吧？从下图看来BGA锡球与PCB上的锡膏已经完全熔融在一起了，因为看不到双球，可是整个锡球却有被上下拉长且几乎断裂的迹象，观察PCB面的焊锡也可以发现锡球与PCB焊垫接触的面积变小了，而且还出现不寻常的角度，这是因为锡球被整个往上拉开的缘故。另外一个可能原因是焊垫为SMD(Solder Mask Defened)设计，防焊(solder mask)印刷造成吃锡变小。这种焊锡断裂的机率应该只是早晚的问题，客户端使用时如果有振动或是经常开关机导致热胀冷缩，都会加速其断裂的机率。

下面这张图的BGA锡球焊接基本上可以接受，球形也有压扁形成水平椭圆形的焊锡，但还是看得出来靠近PCB端的锡球吃锡面积似乎比BGA载板端来得小，而且形成焊锡锐角，让应力容易集中在锐角的地方，看来应该也是SMD焊垫设计造成吃锡面积较小。

其实比较好的锡球焊接形状应该要像下面这张图片一样，锡球类似一个「灯笼型」，锡球覆盖在整个PCB焊垫上。不过有时候焊垫会设计成绿油覆盖，形状就会比较像上面那张图了。所以，BGA的焊锡如果要吃得好，设计成NSMD焊垫设计会比较优，但是NSMD的的实际焊垫相对SMD来得小，焊垫的附着力(bonding force)是个需要考虑的因素。

建议延伸阅读：电子零件掉落或BGA锡裂一定是SMT制程问题迷思(1)？锡裂只是应力大于结合力之必然结果

   

如果有焊锡裂开的情形，那学可就更多了，188金宝搏苹果下载 这里有整理一系列关关于BGA焊锡破裂的文章给大家参考：电子零件掉落、BGA焊锡破裂问题文章整理

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延伸阅读：
影片：BGA 回流焊焊接过程
BGA锡球缺点的几种检查方法
如何判断BGA掉件是SMT工厂制程或是设计问题?

• LTS低温焊锡可靠度验证

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