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检查返工后的BGA
录入时间:2019/7/2 11:54:59

作者:Bob WettermannBEST公司

在移除和更换球栅阵列(BGA)后,必须保证焊球与PCB互相连接的可接受性。这项保证和可接受性标准是客户的出厂检验标准。这些可接受性标准在最新的《IPC-A-610:电子组装件可接受性(修订版G)》中有非常全面的叙述,该修订版就是针对这类组装件撰写的。你可以根据测试结果或在通用的《IPC-7095:BGA设计与组装工艺的实施》中找到相关的建议,通过扩充IPC-A-610指南的要求,找到解决可接受性标准的其他方法,其中,《IPC-7095:BGA设计与组装工艺的实施》的当前版本为修订版C。

关于BGA检查的大部分要求都来自IPC-A-610的标准。当前的标准不要求做X射线检查。不过,只要有符合检查要求的客观证据,就可以用工艺验证来取代X射线检查。在对返工后的BGA进行目视检查时,IPC-A-610的要求是检查的基础,根据最新的IPC-A-610的标准来确定正确的检查放大倍数。任何时候都必须对焊接端子的外部边界进行目视检查。通过观察焊球-电路板或焊球-封装的界面,可以看出润湿的程度、留下的助焊剂残渣数量或所有明显的裂纹、短路或其他异常现象。此外,视觉检查通常可以确定元件体的管脚“1”是否正确对正。

可以用视觉检查确定的其他问题包括焊球缺失、相邻导体的电气间隙的最小距离、枕头效应缺陷、焊接短路、断裂的焊点连接、润湿不当或焊料连接不足的证据(如果使用的是焊膏印刷的返工工艺)。如果用X射线来检查BGA,需要评估在用X射线检查BGA的过程中所使用的相关标准。

如果X射线检查是用于检查返工后的BGA,其中的几个标准必须引用IPC-A-610标准的规定。对于塌陷的焊球(通常是锡铅合金),容许的最大气泡面积不能超过检查面积的30%。要把焊球气泡总面积中因电镀工艺造成的气泡面积排除掉,最终用户需要与执行返工的公司协商确定。对于非塌陷的焊球,在IPC-A-610中没有明确这些气泡标准。

需要注意的是,BGA可能是因为不同的原因而送去返工。其中的一些BGA返工的原因包括元件有缺陷、内存规格升级或者是零件在修正中出现变化。在移出和更换元件后,检查新更换的元件,不管是新元件还是重制焊球的元件,都要做X射线检查,以确保新更换的元件的互相连接。

技术人员从某个角开始,在阵列上方来回地移动X射线,确保所有焊球都被扫描到。更先进的X射线系统可以按照可接受、拒绝标准来编程,使这个工艺达到更全面的自动化水平。自动化程度更高的X射线系统能够扫描焊球的同心性(例如,焊球形状)、焊球直径、间距及其他参数(图2)。

总结

目前的许多设计都包含了BGA或区域阵列封装。在必须把这种元件移除进行返工时,针对新更换的BGA的检查可能包括目视检查和X射线检查。根据客户同意的检查标准,可能需要对返工位置进行目视检查、基本X射线检查或更先进的自动化检查,确定互相连接是否符合标准。

作者简介:Bob Wettermann是BEST公司的负责人,BEST公司是一家设在美国芝加哥的返工与维修工厂。

图1、返工后BGA的X射线检查图像。

 

图2、自动化返工后的BGAX射线检查可以发现缺了焊球。


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