如果你是個
SMT工程師，那你一定用過X-Ray，也用它看過BGA的焊錫情況，可是你看來看去怎么覺得BGA的焊球(ball)都長得一樣，你是
如何判斷BGA有沒有空焊？
通常來說，一般人使用X-Ray都只能看看焊錫有沒短路(short)、少錫、氣泡(void)，但如果要用來判斷BGA的錫球(ball)是否有空焊就有點難度，當(dāng)然這里指的是2D的X-Ray，其實如果細心一點的話還是可以找到一點點蛛絲馬跡來判斷是否有空焊喔！
一般來說X-Ray照出來的影像都只是簡單的2D投影畫面，用它來檢查短路(short)很容易，但想用它來檢查空焊就難倒不少人，因為每顆BGA錫球看起來幾乎都是圓的，實在看不出來有沒有空焊，雖然近年來也有號稱可以照出3D影像的【3D X-Ray CT】，但是所費都不菲！而且能否如商家所宣稱的那么神奇，實在不敢妄想。
這里分享如何用傳統(tǒng)的2D平面X-Ray影像判斷BGA是否空焊。
一、BGA錫球變大造成空焊
首先想想同一個BGA的錫球應(yīng)該都是一樣的大小，其中如果有些錫球是空焊，有些球是焊錫完整，那這兩種焊錫的形狀是否會有些不一樣？答案是肯定的，試想同樣體積的錫球經(jīng)過壓縮后，好的焊錫會有一部份錫球的錫分散到
PCB的焊墊(pad)而使焊球變小；有空焊的錫球則不會，錫球經(jīng)過壓縮后反而會使錫球變大。
下圖表示同樣大小的錫球發(fā)生空焊時，錫球的直徑反而會變大，當(dāng)然最好比較一下正常板子的焊球是否都一樣大，因為有些板子的設(shè)計會造成錫球變得比較小，后面會再詳述。
BGA同樣大小的錫球發(fā)生空焊時，錫球的直徑反而會變大
另外，深圳宏力捷也認為這個錫球變大的現(xiàn)象與HIP(Head In Pillow，枕頭效應(yīng))及NWO(Non-Wet-Open)不良現(xiàn)象有非常高的正相關(guān)，不過一般的HIP及NWO都很難用二維(2D)的X-Ray檢查出來，因為其BGA球形的大小變化不大。
▼下圖為實際的例子說明錫球直徑變大，表示焊錫空焊(solder skip)。
BGA錫球直徑變大，表示
焊錫空焊(solder skip)
▼從下面這張X-Ray的圖片，你可以看得出來哪一顆BGA錫球空焊了嗎？運用一下上面教你的方法～
你可以看得出來哪一顆BGA錫球空焊了嗎？
▼現(xiàn)在深圳宏力捷幫你畫幾條直線你再看看是否有發(fā)現(xiàn)那一顆BGA的錫球比較大，有空焊的可能？再回去看一下上面那張圖，確認看看你沒有看走眼。其實真的就只差那么一點點！
現(xiàn)在我畫幾條直線你再看看是否有發(fā)現(xiàn)那一顆BGA的錫球比較大，有空焊的可能？
二、導(dǎo)通孔(vias)導(dǎo)至錫量不足的空焊
另外一種空焊現(xiàn)象是錫量不足，這種現(xiàn)象通常發(fā)生在焊墊有導(dǎo)通孔(via)的時候，因為錫球流經(jīng)迴流焊(Reflow)時部分的錫會因為毛細現(xiàn)象(wicking)流進導(dǎo)通孔而造成錫量不足，有時候?qū)自诤笁|旁也會造成這樣的問題。這時候從X-Ray上看出來的球體就會變小，錫量被導(dǎo)通孔吃到掉太多就會空焊。通常我們不建議導(dǎo)通孔做在焊墊上，焊墊旁的導(dǎo)通孔也要用綠漆(solder mask)蓋起來，以后會討論
導(dǎo)通孔在墊(via in pad)的缺點及補救辦法。
BGA空焊，導(dǎo)通孔(via)連接焊墊
▼這是導(dǎo)通孔(via)擺在焊墊旁(solder pad)的不良設(shè)計，這種設(shè)計焊錫非常容易流進通孔而造成錫量不足的空焊現(xiàn)象。
三、錫球內(nèi)有氣泡產(chǎn)生空焊
還有一種BGA空焊形成的原因是錫球中有氣泡(voids)，根據(jù)IPC7095 7.4.1.6的規(guī)范，一般電子業(yè)適用于 Class 1 ，其所有氣泡的孔直徑加起來，不可以超過BGA直徑的60%。 如果氣泡太大就會造成空焊或焊錫斷裂的現(xiàn)象。(2010/11/22更正，一般電子產(chǎn)品應(yīng)適用于Class 1，而非Class 3，另新增各種等級的解釋)
Class 1：適用于一般消費性電子產(chǎn)品。BGA的氣泡要求要不得大于60％(直徑)或36％(面積)。
Class 2：適用于商業(yè)/工業(yè)用的電子產(chǎn)品。BGA的氣泡要求要不得大于42％(直徑)或20.25％(面積)。
Class 3：適用于軍用/醫(yī)療用的電子產(chǎn)品。BGA的氣泡要求要不得大于30％(直徑)或9％(面積)。
2012-Jul-01更新：根據(jù) IPC-7095B 7.5.1.7規(guī)格更新，現(xiàn)在BGA錫球內(nèi)的氣泡淮統(tǒng)一要求要不得大于25%(直徑)或6.25%(面積)。
▼錫球氣泡大到足以影響到焊接的品質(zhì)，下圖是錫球切片后的剖面，可以很明顯看到氣泡已經(jīng)有錫球的 1/3 大了。
▼這是由X-Ray照出來的錫球氣泡，有些氣泡已經(jīng)大到 0.5d 了。
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