教你如何使用X-Ray检查BGA锡球焊接的焊性

一般的 X-Ray 检查机只能查看到二维(2D)的影像，但二维很难看得出来有否空焊或锡球开裂等问题，因为影像只能看到整颗锡球的形状，但如果锡球里面有过多或过大的气泡，就极有可能会产生断裂的问题，另外如果锡球的外直径比起其他相邻的锡球来得大或小，也有机会造成空焊，但这仅是就经验来判断。

一、BGA锡球变大造成空焊

首先想想同一个BGA的锡球应该都是一样的大小，其中如果有些锡球是空焊，有些球是焊锡完整，那这两种焊锡的形状是否会有些不一样？ 答案是肯定的，试想同样体积的锡球经过压缩后，好的焊锡会有一部份锡球的锡分散到PCB的焊垫(pad)而使焊球变小；有空焊的锡球则不会，锡球经过压缩后反而会使锡球变大。

同样大小的锡球发生空焊时，锡球的直径反而会变大，当然最好比较一下正常板子的焊球是否都一样大，因为有些板子的设计会造成锡球变得比较小，后面会再详述。

BGA同样大小的锡球发生空焊时，锡球的直径反而会变大

另外，通常认为这个锡球变大的现象与HIP(Head In Pillow，枕头效应)及NWO(Non-Wet-Open)不良现象有非常高的正相关，不过一般的HIP及NWO都很难用二维(2D)的X-Ray检查出来，因为其BGA球形的大小变化不大。

二、导通孔(vias)导至锡量不足的空焊

另外一种空焊现象是锡量不足，这种现象通常发生在焊垫有导通孔(via)的时候，因为锡球流经回流焊(Reflow)时部分的锡会因为毛细现象(wicking)流进导通孔而造成锡量不足，有时候导通孔在焊垫旁也会造成这样的问题。 这时候从X-Ray上看出来的球体就会变小，锡量被导通孔吃到掉太多就会空焊。

另外，近来有新式的X-Ray检查机，可以作到类似医院计算机断层扫描的立体影像结果，可以呈现出立体的影像并查看有无焊锡上的缺点，但由于这种机器的费用太贵，所以一般的工厂根本不太可能购买这样的设备，比较可行的方式是到外边的实验室去租用这类的X-Ray机器来做初步的检查。 如果这种检查就可以查出BGA不良的问题，就不需要再用到后面的破坏性试验。