如果188金宝搏苹果下载 给你上面这张做完【红墨水测试(Red Dye Test)】的显微放大图片,你可以告诉188金宝搏苹果下载 这颗BGA发生了什么事?其实图片上已经用红色的框框告诉你锡球破裂的位置了,剩下的你还可以看出多少的故事?
这几天188金宝搏苹果下载 一直在做BGA的「红墨水测试」分析,怎么好像大家都讲好的一样,突然间来了这么多不同的产品,板子同时有BGA的问题发生,在与其它部门一起讨论红墨水测试后的结果与可能原因时,才发现原来还有很多人还不太会看实验室(Lab)做的红墨水测试报告。
188金宝搏苹果下载 这里大致归纳几个大部分人看不懂红墨水测试报告的重点:
1. 搞不清楚BGA在零件及PCB的Pin-1位置
PIN-1的位置很重要,不知道Pin-1在哪里?那你怎么知道断裂锡球在PCB的位置,如何判断可能的应力(Stress) 影响。一般在PCB的丝印层(白漆)上面一定会标示零件的PIN-1位置,有的会打一个圆点,有的则会画三角形,但这张照片在PCB的PIN-1刚好被红墨水给遮住了,如果可以的话建议要拿一块没有红墨水的板子对照一下Pin-1的位置。
而BGA零件的Pin-1位置,就如同下图右方显示的会在锡球面打一个三角形的符号,一般在BGA正上方Marking处也会打一个圆形来表示Pin-1。
2. 弄不清楚破裂锡球在PCB的那个相对位置与锡球断裂的方向
锡球断裂的方向,通常代表着应力的来源方向,应力会沿着锡球全裂到半裂,再到无裂的方向前进。
3. 锡球断裂在零件面?还是PCB面?对问题澄清真的很重要
锡球的断裂面如果出现在零件端,通常与SMT的制程比较没有关系,因为来料的时候锡球早就已经焊接在BGA零件上了,就算有问题,绝大部分都是因为应力(stress)所造成的问题,少部分如果发现是焊接出了问题,也大多属于BGA零件商的品质问题。不过有一点需要特别注意,如果是曾经重工或重新植过球的BGA,就有可能是SMT制程的问题,这个在专业EMS厂应该都会纪录这类修理讯息。
锡球断裂面如果出现在PCB板端,要先查看是否连着焊垫/焊盘一起被拉了起来,如果是,表示锡球的焊锡性良好,焊锡强度比焊垫/焊盘的附着力还强。
如果焊垫/焊盘没有被拉起来,要接着查看其断裂面是否呈现粗糙形状,一般受到应力而折断的断裂面都会有拉扯过的不规则痕迹的粗糙面,请注意这里的粗糙面只是一个比较性的说法,一般将锡球断裂面对着光线看不到亮光反射就属于粗糙面了,如果是粗糙面则通常是断裂在IMC(Intermetallic Compound)层,因为IMC层一般是整个焊锡中最脆弱的地方。应力一定会寻求最脆弱的地方突破,就跟水总是往低处流的道理是一样的。
如果是断裂呈现光滑面(对着光线看得到反光),就很有机会是焊锡假冷焊现象,比如「HIP(Head-in-Pillow)/HoP(Head-on-Pillow)双球效应」或「NWO(Non-Wetting-Open)虚焊」。
当然,最好是可以再做切片(Cross-Section)检查IMC的生成情况来确认锡球吃锡的状况,一般来说IMC必须要均匀生成,整个焊接面不可以有些地方有IMC,但有些地方没有IMC。
3. 如何从图片上判断锡球断裂在零件面?还是PCB面?为什么断裂的锡球直径有些比较大?有些则比较小?
再回来看一下文章最上面的图片并对照这张加了说明的图片。先看图片左边的图,这是BGA红墨水测试后PCB端的照片,红色的框框表示A1、B1、C1三颗有锡球断裂,因为圆形的锡球表面已经有红墨水沾染的痕迹,而且是整颗锡球都沾了红墨水,表示完全断裂。
还是看左边PCB端的图,可以看到A1、B1锡球的直径似乎与C1不一样,C1感觉比较小,这是因为A1、B1锡球的断裂面出现在PCB端,所以看到是PCB上焊垫/焊盘的直径,而C1锡球的断裂面则在零件端,所以其直径比较小,一般来说同一颗BGA锡球,PCB上的焊垫会比零件上的焊垫来得大,其实如果仔细看PCB端C1的锡球,应该还是看得出来断裂面下方还是有模煳的球体形状,其大小应该等同于A1及B1,其此可以更加确定C1的断裂面在零件端,因为锡球整个黏在PCB焊垫上。
其次,来看看A2这个锡球,左边的PCB端图显示为白色圆形,这通常意味着PCB焊垫不见了,也就是BGA拔除的时候连着焊垫被被拉掉了,对照照片右边图,零件端可以看到铜色带着尾巴的焊垫黏在零件的锡球上面。
下图是红墨水测试后将PCB板子拿回来侧一个角度拍摄的照片,就可以很清楚的看到锡球黏在PCB端,或不在PCB端。
188金宝搏苹果下载 会建议请实验室做完红墨水测试后,一定要将板子及零件送回来,然后自己在显微镜下再观察一下,以确认实验室的判断是否正确,另外也可以做进一步观察是否有其它没有发现到的问题,毕竟只有自己最懂自己的产品。
现在,你应该可以看得懂实验室红墨水测试报告到底在讲些什么了吧!以后应该可以自己判断为什么BGA会失效?188金宝搏苹果下载 真的不是万能的,有多少证据说多少话,红墨水测试报告说不出来的,你问我也不知道,要在做进一步的测试与分析,等到IMC测试也没有问题,就不是焊锡的问题了,不要有事没事就指着工厂说你焊锡没焊好!
实验室的红墨水报告书:BGA锡球断裂(crack)的红墨水测试判断与现象分析
延伸阅读:
如何从红墨水测试中判断BGA开裂的不良原因
如何着手分析市场返修的电子不良品及BGA不良
如何判断BGA掉件是SMT工厂制程或是设计问题?
简介用红墨水试验 (Red Dye Penetration Test)查看BGA焊锡有否破裂
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