摘 要:从生产过种中的质量控制角度出发,探讨了目前一些生产中应用于球栅封装(BGA)的检测 方法和实用系统,详细伦述X射线检测系统的开发及原理及研究应用状况,指出掌握和提高检测技术,将能有效控制BGA的焊接和组装质量。
关键词:表面组装技术;球栅阵列封装;X射线;质量控制
BGA技术是将原来器件PLCC/QFP封装的“J”形或翼形引线,改变成球形引脚;把从器件本体四周“单线性”顺列引出的引线,改变成本体腹底之下“全平面”式的格栅阵排列。这样既可以疏散引脚间距,又能够增加引脚数目。同时BGA封装还有如下一些优点;减少引脚缺陷,改善共面问题,减小引线间电感及电容,增强电性能及散热性能。正因如此,所以在电子元器件封装领域中,BGA技术被广泛应用。尤其是近些年来,以BGA技术封装的元器件在市场上大量出现,并呈现高速增长的趋势。
虽然BGA技术在某些方面有所突破,但并非是十全十美的。由于 BGA封装技术是一种新型封装技术,与QFP技术相比 ,有许多新技术指标需要得到控制。另外,它焊装后焊点隐藏在封装之下,不可能100%目测检测表面安装的焊接质量,为BGA安装质量控制提出了难题。下面就国内外对这方面技术的研究、开发应用动态作些介绍和探讨。
1. 1. BGA焊前检测与质量控制
生产中的质量控制非常重要,尤其是在BGA封装中,任何缺陷都会导致BGA封装元器件在印制电路板焊装过程出现差错,会在以后的工艺中引发质量问题。封装工艺中所要求的主要性能有:封装组件的可靠性;与PCB的热匹配性;焊料球的共面性;对热、湿气的敏感性;是否能通过封装体边缘对准性,以及加工的经济性等。需指出的是,BGA基板上的焊球无论是通过高温焊球(90Pb/10Sn)转换,还是采用球射工艺形成,焊球都有可能掉下丢失,或者形成过大、过小,或者发生焊料桥接、缺损等情况。因此,在对BGA进行表面贴装之前,需对其中的一些指标进行检测控制。
英国Scantron 公司研究和开发的Proscan1000,用于检查焊料球的共面性、封装是否变形以及所有的焊料球是否都在。Proscan1000采用三角激光测量法,测量光束下的物体沿X轴和Y轴移动,在Z轴方向的距离,并将物体的三维表面信息进行数字化处理,以便分析和检查。该软件以2000点/s的速度扫描100万个数据点,直到亚微米级。扫描结果以水平、等量和截面示图显示在高分辩率VGA监视器上。Prosan1000还能计算表面粗糙度参数、体积、表面积和截面积。