BGA、CSP焊点缺陷分析与自动X射线检测(AXI)图像的评估和判断
ICT、AOI、AXI检测知识
AXI（Advanced eXtensible Interface）是一种总线协议，该协议是ARM 公司提出的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）3.0协议中最重要的部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内总线。
它的地址/控制和数据相位是分离的，支持不对齐的数据传输，同时在突发传输中，只需要首地址，同时分离的读写数据通道、并支持显著传输访问和乱序访问，并更加容易就行时序收敛。
AXI（Automated X-Ray Inspection），自动X射线检测，光学检测系统的一种。
AXI测试技术AXI是近几年才兴起的一种新型测试技术。
当组装好的线路板（PCBA）沿导轨进入机器内部后，位于线路板上方有一X-Ray发射管，其发射的X射线穿过线路板后被置于下方的探测器（一般为摄象机）接受，由于焊点中含有可以大量吸收X射线的铅，因此与穿过玻璃纤维、铜、硅等其它材料的X射线相比，照射在焊点上的X射线被大量吸收，而呈黑点产生良好图像，使得对焊点的分析变得相当直观，故简单的图像分析算法便可自动且可靠地检验焊点缺陷。
AXI技术已从以往的2D检验法发展到目前的3D检验法。
前者为透射X 射线检验法，对于单面板上的元件焊点可产生清晰的视像，但对于目前广泛使用的双面贴装线路板，效果就会很差，会使两面焊点的视像重叠而极难分辨。
而3D检验法采用分层技术，即将光束聚焦到任何一层并将相应图像投射到一高速旋转的接受面上，由于接受面高速旋转使位于焦点处的图像非常清晰，而其它层上的图像则被消除，故3D检验法可对线路板两面的焊点独立成像。
3DX-Ray技术除了可以检验双面贴装线路板外，还可对那些不可见焊点如BGA等进行多层图象“切片”检测，即对BGA焊接连接处的顶部、中部和底部进行彻底检验。
同时利用此方法还可测通孔（PTH）焊点，检查通孔中焊料是否充实，从而极大地提高焊点连接质量。
X光机检测BGA 焊球虚焊情况分析-PPT课件
焊球明显偏大
OPEN
一 优良焊接质量BGA的判定方法
图一
图二
图一：运用VIEW－X的2D检测，可以明显看到BGA焊球中间有一圈颜色较深的“Dark Ring”；表明此BGA焊球的焊接质量非常好。 注：图一的“Dark Ring”，即图二黄色虚线与红色虚线二者之间的区域 图二：黄色虚线与红色虚线之间形成的“Dark Ring”区域，是焊锡膏完全熔融后，BGA 焊球与PCB的焊盘焊接良好，且焊锡膏对PCB焊盘有良好的“wetting”即润湿效 果，而形成的图形效果。
三、总结
BGA焊球的虚焊现象，在焊球底部与焊盘之间是非常细微的，所以对比度变 化很细微。目前市场上亦有运用3D 技术的X-RAY，意图是对焊球的虚焊进行直接 目视观察。其工作原理为：将探测器倾斜后围绕BGA焊球进行360度旋转，以创造 直接目视观察焊球底部与焊盘之间的焊接状况的机会。
而由于现代BGA封装技术，对高I/O数的不断要求和发展，也要求BGA焊球之间的 间距向更小间距发展。采用3D技术的检测设备，当其探测器在倾斜到一定角度时，焊球 与焊球之间因互相遮挡，对BGA内部的焊球底部，因“视线遮挡”已经无法直接观测。而 对BGA外部的焊球来说，也可能存在检测限制，即BGA旁边的其他元器件可能对BGA焊 球底部造成的“视线遮挡”，从而可能对3D检测效果产生不利影响。即便BGA旁边无其他 元器件对焊球造成遮挡时，3D检测手段亦只能对BGA焊球的外侧进行局部观察，这仍然 是因为BGA焊球之间因微小间距而造成的“视线遮挡”。所以3D检测虚焊，理论上是以通 过直接的目视观察，以提高“虚焊”检测的直观性，而实际操作中也存在着一定的局限性。 同时，3D检测手段除了上述的检测覆盖范围的局限性外，检测方法与手段太耗时，无法 满足制造厂商日益高密度、高速度的生产需求，也是突出的问题，同时制造厂商还必须 应对设备高投资，高维护成本的风险。
bga焊点的缺陷分析与工艺改进(doc11页)
BGA焊點的缺陷分析與工藝改進［摘要］:本文將結合實際工作中的一些體會和經驗，就BGA焊點的接收標準、缺陷表現及可靠性等問題展開論述，特別對有有爭議的一種缺陷洞進行較爲詳細透徹的分析，並提出一些改善BGA焊點質量的工藝改進的建議。
[A bstract] :The acceptable criterions, solder defects and reliability of BGA solder joint are discussed here. Es-pecially a disputed defect behave, void,will be analuzed detailed. Some suggestions of improving BGA soldetjoint quality will be also put forward.BGA器件的應用越來越廣泛，現在很多新産品設計時大量地應用這種器件，由於衆所周知的原因，BGA的焊接後焊點的質量和可靠性如何是令很多設計開發人員、組裝加工人員頗爲頭痛的問題。
由於無法用常規的目視檢查B GA焊點的質量，在調試電路板發現故障時，他們經常會懷疑是BGA的焊接質量問題或BGA本身晶片的原因，那麽究竟什麽樣的BGA焊點是合格的，什麽樣的缺陷會導致焊點失效或引起可靠性問題可靠性問題呢？本文將就BGA焊點的接收標準、缺陷表現及可靠性等問題展開論述，特別對有爭議的一種缺陷空洞進行較爲透徹的分析。
1.BGA簡介BGA是一種球柵陳封裝的器件，它出現於20世紀90年代初，當時由於有引線封裝的器件引腳數越來越多，引線間距越來越小，最小的器件間距已經達到0.3mm(12mil), 這對於組裝來講，無論從可製造性或器件焊接的可靠性都已經達到了極限，出錯的機會也越來越大。
這時一種新型的球柵陣列封裝器件出現了，相對於同樣尺寸的QFP器件，BGA能夠提供多至幾倍的引腳數(對於BGA來講其晶片下面的焊球就相當於引腳)而引腳的間距還比較大，這對於組裝來講是件好事，可以大幅度地提高焊接合格率和一次成功率。
BGACSP焊点缺陷分析与自动X射线检测AXI图像的评估和判断
2D传输影象 局部放大 3D 影象
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BGA焊球空洞的图像
2D传输影象 局部放大 3D 影象
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X-ray焊点图像分析需将软件与工艺结合，与IPC-A-610D验收标准相结合。
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（3）桥接和短路
焊膏量过多或印刷缺陷（焊膏图形粘连）贴片后手工拨正时由于焊膏滑动造成的焊接温度过高，焊料液态时间太长，焊球过度塌陷焊盘设计间距过窄造成的PBGA的塑料基板吸潮，焊接时在高温下水蒸气膨胀引起焊盘起翘，使相邻焊点桥接。
桥接和短路也是不可接受的，主要原因：
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X-ray焊点图像分析
X射线透视图能够定量地显示出焊点厚度、形状及质量的密度分布。根据X射线检测到的厚度、形状及质量的密度分布指标及图像，结合强大的图像分析软件就能够分析和判断焊点的焊接质量
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均匀一致的合格焊球
2D传输影象 3D 影象
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（4）冷焊、锡球熔化不完全
焊点扰动是焊点冷却凝固时由于PCB震动，或由于加热过程中PCB膨胀变形，冷却凝固时PCB收缩变形应力造成的，无铅焊点表面粗糙不属于焊点扰动。
（5）焊点扰动
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（6）移位（焊球与PCB焊盘不对准）
一种可能是由于贴片偏移过大造成的；另一个原因是焊接温度过低，焊接过程中没有到达使焊球完成二次下沉的温度，没有完成自校准效应就结束焊接。这种情况下，贴片造成的偏移量不能被纠正，因此会造成焊球与PCB焊盘不对准、看上去焊球的形状是扭曲的。
Socket BGA（BGA插座）
Pitch
直径
1.27mm
X射线检测焊缝图像中缺陷的分割与识别的开题报告
X射线检测焊缝图像中缺陷的分割与识别的开题报告一、论文选题背景焊接作为一种常见的连接方法，广泛应用于航空、汽车、建筑、电力等领域，然而焊接过程中难免会产生一些缺陷，如气孔、裂纹、夹杂等，这些缺陷都会对焊接的质量和性能造成影响。
因此，对焊缝缺陷的检测和识别显得尤为重要。
近年来，随着计算机视觉技术的发展，图像处理在焊接领域得到了广泛应用。
其中，X射线检测技术可以对焊缝进行非破坏性检测，得到清晰的焊缝图像。
因此，基于X射线图像的焊缝缺陷检测和识别是一个热门研究方向。
二、研究目的和意义本文旨在利用图像处理方法对X射线检测焊缝图像进行分割和识别，准确地检测和定位焊缝缺陷，提高焊接的质量和性能。
具体目的包括：1. 对X射线检测焊缝图像进行预处理，消除噪声和增强图像。
2. 建立焊缝缺陷检测和识别的模型，利用深度学习方法对焊缝缺陷进行自动识别和分类。
3. 对焊缝图像进行目标检测和定位，基于像素级别的信息提取技术，实现对焊缝缺陷的准确定位和分割。
4. 构建评价方法和指标，对所设计的模型进行评估和优化。
通过本文的研究，将为焊接质量检测提供高效可靠的算法，为现代制造业的发展做出贡献。
三、研究内容和步骤本文的研究内容主要包括：1. 焊缝图像预处理。
利用均值滤波、中值滤波、高斯滤波等方法对X射线检测焊缝图像进行去噪和增强。
2. 焊缝缺陷识别模型的设计。
提出一种基于深度学习的模型，利用卷积神经网络(CNN)特点对焊缝缺陷进行分类和识别。
3. 焊缝缺陷目标检测和定位。
基于像素级别的信息提取技术，通过对焊缝图像进行分割，实现对焊缝缺陷的准确定位和分析。
4. 评价方法和指标。
设计评价指标，通过对所构建的模型进行评估和验证，优化算法效果。
研究步骤如下：1. 收集X射线检测焊缝图像数据，进行基本的图像处理和预处理，包括去除噪声、增强图像、调整图像大小等操作。
2. 建立焊缝缺陷分类和识别模型，选取合适的卷积神经网络结构，训练并测试模型。
X射线检测焊缝的图像处理与缺陷识别
V o l .30N o.22004204华 东 理 工 大 学 学 报 Journal of East Ch ina U niversity of Science and T echno logy 收稿日期:2003205211作者简介:张晓光(19632),男,江苏徐州人,博士,高级工程师,研究方向为仪器仪表、测试技术、图像处理及模式识别。
文章编号:100623080(2004)022*******X 射线检测焊缝的图像处理与缺陷识别张晓光1,23, 林家骏1(1.华东理工大学信息科学与工程学院,上海200237;2.中国矿业大学机电与材料工程学院,徐州221008) 摘要:根据射线检测焊缝图像的特点,设计了图像去噪、增强的算法;针对焊缝缺陷对比度差、光照不均、纹理较多等不利因素,在去除焊缝背景情况下,设计了动态划分焊缝区域算法,利用局域阈值法分割提取出对比度不均的缺陷;通过对焊缝缺陷特征分析,选取缺陷识别的特征参数;建立了用于焊缝缺陷识别的模糊神经网络模型。
试验结果表明,图像预处理和缺陷提取是成功的,提出的识别算法能够提高介于模糊边界模式分类时的识别率,对焊缝缺陷识别的效果优于分类识别法。
关键词:射线图像;焊缝检测;图像处理;缺陷识别中图分类号:T P 391.41;T G 115.28文献标识码:AResearch of I mage Processi ng and D efect Recogn ition for I ndustr i alRad iograph ic W eld I n spectionZH A N G X iao 2g uang1,23, L IN J ia 2jun 2(1.Colleg e of Inf or m a tion S cience and E ng ineering ECU S T ,S hang ha i 200237,Ch ina ;2.M echan ica l &E lectron ic Colleg e of Ch ina U n iversity of M in ing and T echnology ,X uz hou 221008,Ch ina )Abstract :T he algo rithm of i m age no ise reducti on and enhancem en t is designed acco rding to the char 2acteristics of w eld radi ograph ic i m age ,in the case of vari ou s unfavo rab le facto rs such as bad con trast rati o of w eld defects ,illum inati on asymm etry and m any tex tu res ;the algo rithm fo r ex tracting the w eld defect is designed ,based on edge in specti on under w eld background conditi on .T h rough analyzing w eld defect fea 2tu res ,defect featu re param eters are selected ,the fuzzy neu ral netw o rk m odel u sed to recogn ize w eld defects is develop ed ,and the m ethodo logy of con structing m em bersh i p are in troduced .F rom exp eri m en ts ,it w as successfu l fo r i m age p rep rocessing and defect ex tracti on .T he recogn iti on algo rithm cou ld raise the recogn iti on rati o based on fuzzy boundary pattern classificati on ,w h ich is better than classificati on recogn i 2ti on m ethod fo r w eld defect recogn iti on .Key words :radi ograph ic i m age ;w eld in sp ecti on ;i m age analysis ;defect recogn iti on X 射线照相法探伤检测是一种工业应用十分广泛的检查方法,具有直观、可靠、灵敏度和分辨率高等优点,利用检测结果可确定工件缺陷的类别、位置和大小,以此判断工件是否合格。
X射线是如何对焊点和缺陷进行分析的？
J引线组件的常见缺陷。几个焊点的X射线图像。对于要求不高的电子产品，也可以忽略PLCC和SOJ的其他缺陷，例 如“锡缺乏”和“锡过量”。遵循的原则与QFP和SOIC相同。 “对齐不良”缺陷。对于J引线组件，很少有单引脚偏离的情况。 “引线 或组件缺失”缺陷实际上是“开放式焊接”的特殊情况。它的X射线图像与QFP＆SOIC的“焊接”图像非常相似。因此，很少发生J 引线组件的“空洞”缺陷。
常见的焊接缺陷主要包括以下几种：桥接，开路焊接，锡不足，锡过多，对准不良，空洞，焊珠，缺少的组件或销钉等。 以下我将列出焊点的可能类型X射线焊点图像，并对缺陷焊点的图像进行一些粗略的分析。
1.芯片元件的焊点主要的常见芯片元件是：片状电阻器和片状电容器。这些组件只有两个焊锡末端，并且焊点结构相对简 单。由于各种芯片组件的主体材料不同，因此可以在X射线下完全穿透芯片电阻器。只有两端的铅锡焊点才能阻挡X射线； X 射线无法穿透材料，但是不可能在钽电容器的阴极附近穿上特殊物质，因此可以判断钽电容器的极性是否正确以及是否缺少组 件。
X射 线 是 如 何 对 焊 点 和 缺 陷 进 行 分 析 的 ？
本文转载自日联科技：https:///hangyexinwen/17-1266.html 随着组件包装的飞速发展，电子组装正朝着紧凑，小型化，轻薄化的方向发展。 BGA，Flip，Chip和CSP等高科技封装 技术的出现，使表面贴装电子组件变得越来越复杂。当然，具有挑战性的是，这增加了焊点测试的难度。
X光检测焊点判据
X光检测焊点判据X射线检测BGA、CSP焊点图像的评估和判断及其他应用理想的、合格的BGA的X光图像将清楚地显示BGA焊料球与PCB 焊盘一一对准。
如图（1）所示的焊球图像均匀一致，是理想的回流焊结果。
反之畸形焊球，大致有以下原因造成，回流温度低，PCB翘曲或PBGA的塑料基板变形，还有可能是由于SMT加工印刷缺陷造成的。
X射线检测对简单和明显的缺陷，如桥接、短路、缺球等的定义已经很清楚，但对于虚焊、冷焊等复杂和不明显缺陷没有更多深入的定义。
双面板上密集的组装元件常常导致阴影。
虽然X射线头和被测工件的工作台设计为旋转式，可以从不同角度进行检测，但有时效果不明显。
为了有效地判断复杂和不明显缺陷，有的设备制造商开发了“信号确认”软件。
例如，根据回流焊后X-光图形中焊球的尺寸改变及均匀一致性来评估和判断X-光图像的真正含义。
下面介绍如何根据BGA、CSP回流焊工艺过程中三个阶段焊球直径的变化和X-光图像的均匀性来判断某些焊接缺陷。
（1）63Sn-37Pb焊料回流焊工艺过程中，三个阶段焊球直径的变化A阶段（150℃例热阶段、焊球未熔化），BGA站立高度等于焊球高度。
B阶段（开始塌陷阶段或称一次下沉），当温度上升到183℃时，焊球开始熔化，进入塌陷阶段，此时焊球的站立高度降至初始焊球高度的80％C阶段（最后塌陷阶段或称二次下沉），当温度上升到230℃时，焊球充分熔化，并与焊膏熔在一起，在焊球上、下两个界面形成结合层，此时焊球的站立高度降至初始焊球高度的50％，X光图上球的直径增至17%，导致突出面积增加37%。
（2）X光图像的均匀一致如果所有球的X光图像均匀一致，圆形面积等于球面积或在10％～15％的范围内变化，则这种情况非常好，在回流焊中没有缺陷，称做“均匀一致”，在使用X光检查中，均匀性对于迅速判定BGA焊接质量提供了最首要的特性，从垂直的角度检测，BGA焊球是有规则的黑色圆点。
桥接、不充分焊接或者过度焊接、焊料溅散、没有对正和气泡都能够很快地检查出来。
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均匀一致的合格焊球
2D传输影象 2D传输影象
3D 影象
BGA焊球桥接的图像 BGA焊球桥接的图像
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局部放大
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BGA焊球空洞的图像 BGA焊球空洞的图像
2D传输影象 2D传输影象
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Байду номын сангаас
3D 影象
X-ray焊点图像分析需将软件与工艺结合， ray焊点图像分析需将软件与工艺结合 焊点图像分析需将软件与工艺结合， IPC- 610D验收标准相结合 验收标准相结合。 与IPC-A-610D验收标准相结合。
3-2 BGA、CSP焊点缺陷分析 BGA、CSP焊点缺陷分析
与自动X射线检测（AXI）图像的评估和判断 自动X射线检测（AXI）
（参考：[工艺] 第10章，10.5） 参考： 工艺] 10章 10.5）
顾霭云
如何正确评估和判断BGA焊接缺陷 如何正确评估和判断BGA焊接缺陷
• 了解BGA、CSP的主要焊接缺陷 了解BGA CSP的主要焊接缺陷 BGA、 • 了解缺陷的产生原因 • 了解BGA、CSP的焊点检测标准 了解BGA CSP的焊点检测标准 BGA、 • 正确使用自动X射线的图形分析软件 正确使用自动X
例如： 例如：X射线检查焊点虚焊的例子
首先要了解：回流焊工艺过程中，三个阶段焊球直径的变化 首先要了解：回流焊工艺过程中，
• A阶段（150℃， 阶段（150℃， 焊球没有熔化） 焊球没有熔化） • BGA高度等于 BGA高度等于 焊球直径
• B阶段（183℃，开 阶段（183℃， 始塌陷） 始塌陷） • BGA高度等于焊球 BGA高度等于焊球 直径的80% 80%； 直径的80%；
三、X射线检测BGA、CSP焊点图像 射线检测BGA、CSP焊点图像
的评估和判断
X射线图像检测基本原理
•
X射线由一个微焦点X射线管产生，穿过管壳内的一个铍 射线由一个微焦点X射线管产生， 窗，并投射到测试样品上，穿过样品的X射线轰击到X射 并投射到测试样品上，穿过样品的X射线轰击到X 线敏感板上的磷涂层，并激出发光子， 线敏感板上的磷涂层，并激出发光子，这些光子随后被 摄像机探测到
（7）球窝缺陷
• 焊膏印刷的厚度不够或者焊膏量不足 • BGA共面性差 BGA共面性差 • 温差引起球窝缺陷。据统计，大约有95%以上的球窝 温差引起球窝缺陷。据统计，大约有95%以上的球窝 出现在元件的一侧或者一角。优化温度曲线， 出现在元件的一侧或者一角。优化温度曲线，充分预 热，减少四个角的∆T，球窝缺陷明显有了改善。 减少四个角的∆ 球窝缺陷明显有了改善。 • 器件或PCB在加热过程中变形 器件或PCB在加热过程中变形 • 目前有的公司针对X射线不能判断那些不明显的焊接 目前有的公司针对X 缺陷，采用光学检测（AOI或内窥镜 来弥补X 或内窥镜） 缺陷，采用光学检测（AOI或内窥镜）来弥补X射线 的不足。 的不足。
X射线倾斜一定角度检查BGA虚焊缺陷 射线倾斜一定角度检查BGA虚焊缺陷 倾斜一定角度检查BGA
未熔化的焊球
塌陷的焊球
四、大尺寸BGA 的焊盘与模板设计 大尺寸BGA
Pitch 1.27mm 1.0mm 0.8mm 0.5mm 直径 外三圆28mil,其余24mil 外三圆28mil,其余24mil 28mil,其余 外三圆22mil,其余20mil 外三圆22mil,其余20mil 22mil,其余 外二圆17mil,其余15mil 外二圆17mil,其余15mil 17mil,其余 外二圆11.5mil,其余11mil 外二圆11.5mil,其余11mil 11.5mil,其余 Socket BGA（BGA插座） BGA（BGA插座 插座） Pitch 1.27mm 1.0mm 直径 外五点32mil,其余24mil 外五点32mil,其余24mil 32mil,其余 外五点24mil,其余20mil 外五点24mil,其余20mil 24mil,其余
（4）冷焊、锡球熔化不完全 冷焊、
• 冷焊、锡球熔化不完全是由于焊接温度过低造成的， 冷焊、锡球熔化不完全是由于焊接温度过低造成的， 也是不可接受的。 也是不可接受的。
（5）焊点扰动
• 焊点扰动是焊点冷却凝固时由于PCB震动，或由于加 焊点扰动是焊点冷却凝固时由于PCB震动， 震动 热过程中PCB膨胀变形，冷却凝固时PCB收缩变形应 热过程中PCB膨胀变形，冷却凝固时PCB收缩变形应 膨胀变形 力造成的，无铅焊点表面粗糙不属于焊点扰动。 力造成的，无铅焊点表面粗糙不属于焊点扰动。
（6）移位（焊球与PCB焊盘不对准） 移位（焊球与PCB焊盘不对准 焊盘不对准）
• 一种可能是由于贴片偏移过大造成的； 一种可能是由于贴片偏移过大造成的； • 另一个原因是焊接温度过低，焊接过程中没有到达 另一个原因是焊接温度过低， 使焊球完成二次下沉的温度， 使焊球完成二次下沉的温度，没有完成自校准效应 就结束焊接。这种情况下，贴片造成的偏移量不能 就结束焊接。这种情况下， 被纠正，因此会造成焊球与PCB焊盘不对准 焊盘不对准、 被纠正，因此会造成焊球与PCB焊盘不对准、看上 去焊球的形状是扭曲的。 去焊球的形状是扭曲的。
二、BGA主要焊接缺陷的原因分析 BGA主要焊接缺陷的原因分析
（1）空洞
• 焊接空洞是由于在BGA加热期间焊料中的助焊剂、 焊接空洞是由于在BGA加热期间焊料中的助焊剂 加热期间焊料中的助焊剂、 活化剂与金属表面氧化物反应时产生的气体和气体 在加热过程中膨胀所导致的（ 包括受潮）。 在加热过程中膨胀所导致的（ 包括受潮）。 • IPC-A-610D验收标准为，焊球中的空洞不应该超 IPC- 610D验收标准为 验收标准为， 过焊料球直径的25%， 过焊料球直径的25%，并且没有单个空洞出现在焊 接点外表。如果多个空洞出现在焊球内部，空洞的 接点外表。如果多个空洞出现在焊球内部， 总和不应该超过焊料球直径的25%。 总和不应该超过焊料球直径的25%。
PCB中间形变较大， PCB中间形变较大，但拼板时可能每块小板边缘的形变比较大 中间形变较大
（3）桥接和短路
桥接和短路也是不可接受的，主要原因： 桥接和短路也是不可接受的，主要原因： • 焊膏量过多或印刷缺陷（焊膏图形粘连） 焊膏量过多或印刷缺陷（焊膏图形粘连） • 贴片后手工拨正时由于焊膏滑动造成的 • 焊接温度过高，焊料液态时间太长，焊球过度塌陷 焊接温度过高，焊料液态时间太长， • 焊盘设计间距过窄造成的 • PBGA的塑料基板吸潮，焊接时在高温下水蒸气膨 PBGA的塑料基板吸潮， 的塑料基板吸潮 胀引起焊盘起翘，使相邻焊点桥接。 胀引起焊盘起翘，使相邻焊点桥接。
• C阶段（230℃最 阶段（230℃最 后塌陷阶段） 后塌陷阶段） • BGA高度等于焊球 BGA高度等于焊球 直径的50% 直径的50%
虚焊的检查是通过一定的原理分析出来的
• 当X射线倾斜一定角度观察BGA时，焊接良好的焊 射线倾斜一定角度观察BGA时 倾斜一定角度观察BGA 球由于会发生二次坍塌而不再是一个球形的投影， 球由于会发生二次坍塌而不再是一个球形的投影， 而是一个拖尾的形状 • 如果焊接后BGA焊球的X射线投影仍然是一个圆形的 如果焊接后BGA焊球的X BGA焊球的 话，说明这个焊球根本没有发生焊接而坍塌，这样 说明这个焊球根本没有发生焊接而坍塌， 就可以推定该焊点是虚的，或是开路的结构。所以， 就可以推定该焊点是虚的，或是开路的结构。所以， 使用好X 使用好X光透视技术还需要有相关的知识和实践经 验。
如何正确评估和判断焊接缺陷 • 首先要了解BGA、CSP的工艺 首先要了解BGA CSP的工艺 BGA、 • 了解BGA、CSP的主要焊接缺陷 了解BGA CSP的主要焊接缺陷 BGA、 • 了解各种缺陷的产生原因 • 了解BGA、CSP的焊点检测标准 了解BGA CSP的焊点检测标准 BGA、 • 还要正确使用自动X-Ray的图形分析软件。 还要正确使用自动X Ray的图形分析软件。 的图形分析软件
（2）脱焊（裂纹或“枕状效应”) 脱焊（裂纹或“枕状效应”
脱焊是不可接受的，主要原因： 脱焊是不可接受的，主要原因： • 温度过低或温度过高 • 较薄的板或拼板 PCB翘曲，或PBGA的塑料（BT树 PCB翘曲 翘曲， PBGA的塑料 BT树 的塑料（ 脂）基板变形 • 焊球表面氧化物和污染物 • 焊盘设计金属化孔加工在焊盘上，焊料从孔中流出； 焊盘设计金属化孔加工在焊盘上，焊料从孔中流出； • 印刷缺陷（漏印或少印）造成的 印刷缺陷（漏印或少印）
四角外圈五点的球大于内侧
一、BGA的主要焊接缺陷与验收标准 BGA的主要焊接缺陷与验收标准
• BGA的主要焊接缺陷： BGA的主要焊接缺陷： 的主要焊接缺陷 空洞、脱焊（开路）、桥接（短路）、焊球内部裂 空洞、脱焊（开路）、桥接（短路）、焊球内部裂 ）、桥接 ）、 纹、焊接界面的裂纹、焊点扰动、冷焊、锡球熔化 焊接界面的裂纹、焊点扰动、冷焊、 不完全、移位（焊球与PCB焊盘不对准）、球窝等 PCB焊盘不对准）、 不完全、移位（焊球与PCB焊盘不对准）、球窝等 缺陷。 缺陷。 • 目前，验收标准大多采用美国电子装联业协会制定 目前， 的IPC-A-610D， IPC- 610D，
• 然后对信号进行处理放大，由计算机进一步分析或观察 然后对信号进行处理放大， • 根据不同材料对x射线的不透明度系数的差异，利用图像 根据不同材料对x射线的不透明度系数的差异， 分析软件来分析和判断焊点质量。 分析软件来分析和判断焊点质量。
X-ray焊点图像分析 ray焊点图像分析
• X射线透视图能够定量地显示出焊点厚度、 射线透视图能够定量地显示出焊点厚度、 形状及质量的密度分布。根据X 形状及质量的密度分布。根据X射线检测到 的厚度、形状及质量的密度分布指标及图像， 的厚度、形状及质量的密度分布指标及图像， 结合强大的图像分析软件就能够分析和判断 焊点的焊接质量