bga技術與質量控制

1、深圳金百澤電子科技股份有限公司（）成立于1997年，是線路板行業(yè)十強企業(yè)，總部設在深圳，研發(fā)和生產(chǎn)分布在深圳、惠州和西安等地，為客戶提供產(chǎn)品研發(fā)的PCB設計、PCB快速制造、SMT加工、組裝與測試及硬件集成等垂直整合解決方案，是國內最具特色的電子制造服務提供商。電話：075526546699223BGA技術與質量控制摘要：BGA是是現(xiàn)代組裝技術的新概念，它的出現(xiàn)促進SMT（表面貼裝技術）與SMD（表面貼裝元器件）的發(fā)展和革新，并將成為高

2、密度、高性能、多功能及高IO數(shù)封裝的最佳選擇。本文簡要介紹了BGA的概念、發(fā)展現(xiàn)狀、應用情況以及一些生產(chǎn)中應用的檢測方法等，并討論了BGA的返修工藝。關鍵詞：表面組裝技術；球柵陣列封裝；檢測；X射線；質量控制；返修。隨著科學技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會與電子技術息息相關，超小型移動電話、超小型步話機、便攜式計算機、存儲器、硬盤驅動器、光盤驅動器、高清晰度電視機等都對產(chǎn)品的小型化、輕型化提出了苛刻的要求。要達到達一目標，就必須在生產(chǎn)工藝、元器

3、件方面著手進行深入研究。ＳＭＴ（SurfaceMountTechnology)表面安裝技術順應了這一潮流，為實現(xiàn)電子產(chǎn)品的輕、薄、短、小打下了基礎。ＳＭＴ技術進入９０年代以來，走向了成熟的階段，但隨著電子產(chǎn)品向便攜式／小型化、網(wǎng)絡化和多媒體化方向的迅速發(fā)展，對電子組裝技術提出了更高的要求，新的高密度組裝技術不斷涌現(xiàn)，其中ＢＧＡ（BallGridArray球柵陣列封裝)就是一項已經(jīng)進入實用化階段的高密度組裝技術。本文將就ＢＧＡ器件的組裝特

4、點以及焊點的質量控制作一介紹。一、ＢＧＡ技術簡介ＢＧＡ技術的研究始于６０年代，最早被美國ＩＢＭ公司采用，但一直到９０年代初，ＢＧＡ才真正進入實用化的階段。在８０年代，人們對電子電路小型化和IO引線數(shù)提出了更高的要求。為了適應這一要求，ＱＦＰ的引腳間距目前已從1.27mm發(fā)展到了0.3mm。由于引腳間距不斷縮小，IO數(shù)不斷增加，封裝體積也不斷加大，給電路組裝生產(chǎn)帶來了許多困難，導致成品率下降和組裝成本的提高。另方面由于受器件引腳框架加工精

5、度等制造技術的限制，０３ｍｍ已是ＱＦＰ引腳間距的極限，這都限制了組裝密度的提高。于是一種先進的芯片封裝ＢＧＡ（BallGridArray）應運而生，ＢＧＡ是球柵陣列的英文縮寫，它的Ｉ／Ｏ端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面，引線間距大，引線長度短，這樣ＢＧＡ消除了精細間距器件中由于引線而引起的共面度和翹曲的問題。ＢＧＡ技術的優(yōu)點是可增加Ｉ／Ｏ數(shù)和間距，消除ＱＦＰ技術的高Ｉ／０數(shù)帶來的生產(chǎn)成本和可靠性問題。深圳金百澤電子科技股份有

6、限公司（）成立于1997年，是線路板行業(yè)十強企業(yè)，總部設在深圳，研發(fā)和生產(chǎn)分布在深圳、惠州和西安等地，為客戶提供產(chǎn)品研發(fā)的PCB設計、PCB快速制造、SMT加工、組裝與測試及硬件集成等垂直整合解決方案，是國內最具特色的電子制造服務提供商。電話：075526546699223在焊劑漏印（pasteScreening)上取樣測試和使用Ｘ射線進行裝配后的最終檢驗，以及對電子測試的結果進行分析。滿足對ＢＧＡ器件電子測試的評定要求是一項極具挑戰(zhàn)性

7、的技術，因為在ＢＧＡ器件下面選定測試點是困難的。在檢查和鑒別ＢＧＡ器件的缺陷方面，電子測試通常是無能為力的，這在很大程度上增加了用于排除缺陷和返修時的費用支出。據(jù)一家國際一流的計算機制造商反映，從印刷電路板裝配線上剔除的所有ＢＧＡ器件中的５０％以上，采用電子測試方式對其進行測試是失敗的，它們實際上并不存在缺陷，因而也就不應該被剔除掉。電子測試不能夠確定是否是ＢＧＡ器件引起了測試的失效，但是它們卻因此而被剔除掉。對其相關界面的仔細研究能夠

8、減少測試點和提高測試的準確性，但是這要求增加管芯級電路以提供所需的測試電路。在檢測ＢＧＡ器件缺陷過程中，電子測試僅能確認在ＢＧＡ連接時，判斷導電電流是通還是斷﹖如果輔助于非物理焊接點測試，將有助于組裝工藝過程的改善和ＳＰＣ（StatisticalProcessControl統(tǒng)計工藝控制。ＢＧＡ器件的組裝是一種基本的物理連接工藝過程。為了能夠確定和控制這樣一種工藝過程的質量，要求了解和測試影響其長期工作可靠性的物理因素，例如：焊料量、導線

9、與焊盤的定位情況，以及潤濕性，不能單單基于電子測試所產(chǎn)生的結果就進行修改。三、ＢＧＡ檢測方法的探討目前市場上出現(xiàn)的ＢＧＡ封裝類型主要有：ＰＢＧＡ（塑料ＢＧＡ）、ＣＢＧＡ（陶瓷ＢＧＡ）及ＴＢＧＡ（載帶ＢＧＡ）。封裝工藝中所要求的主要性能有：封裝組件的可靠性；與ＰＣＢ的熱匹配性能；焊球的共面性；對熱、濕氣的敏感性；是否能通過封裝體邊緣對準，以及加工的經(jīng)濟性能。需指出的是，ＢＧＡ基板上的焊球不論是通過高溫焊球（９０Ｐｂ／１０Ｓｎ）轉換，還是采

10、用球射工藝形成，焊球都有可能掉下丟失，或者成型過大、過小，或者發(fā)生焊球連、缺損等情況。因此，需要對ＢＧＡ焊接后質量情況的一些指標進行檢測控制。目前常用的ＢＧＡ檢測技術有電測試、邊界掃描及Ｘ射線檢測。電測試傳統(tǒng)的電測試，是查找開路與短路缺陷的主要方法。其唯一的目的是在板的預制點進行實際的電連接，這樣便可以撮合一個使信號流入測試板、數(shù)據(jù)流入ＡＴＥ的接口。如果印制電路板有足夠的空間設定測試點，系統(tǒng)就能快速、有效地查找到開路、短路及故障元件。系