BGA封裝的缺陷問題及其避免方法

隨著電子產(chǎn)品向便攜性，小型化，網(wǎng)絡(luò)化和多媒體方向發(fā)展，對(duì)多芯片器件的封裝技術(shù)提出了更高的要求，新的高密度封裝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中BGA （球柵陣列）是最普遍的。通過改變傳統(tǒng)封裝所應(yīng)用的外圍引線模式，BGA包含焊球，實(shí)際上是Pb/Sn焊料凸點(diǎn)接頭，在其基座下起著引線的作用。與傳統(tǒng)的封裝模式相比，BGA具有單位面積I/O大，引線電感和電容低，散熱性能好，對(duì)準(zhǔn)要求低等優(yōu)點(diǎn)，所有這些都使BGA封裝成為現(xiàn)代封裝技術(shù)的主流。

盡管前一段介紹了許多優(yōu)點(diǎn)，BGA封裝也存在缺陷，特別是在濾波器質(zhì)量控制方面。本文將根據(jù)BGA組件的屬性提供一些質(zhì)量控制措施。

過濾器中BGA組件的可能異常

過濾器中BGA元件的可能異常主要有兩種類型：焊球和蓋板。前者包括焊球損壞，焊球落下和焊球氧化，而后者永遠(yuǎn)無法確定，除非使用GJB548B-2005作為參考。

?焊球損壞和覆蓋板劃痕

焊球損壞和蓋板劃傷主要是由于老化插座不匹配導(dǎo)致高溫和元件老化。

BGA封裝的測(cè)試插座有兩種類型：針尖型和爪型。針尖型測(cè)試插座在焊球和插座之間具有針尖形狀的接觸方式，即點(diǎn)對(duì)球型。這種類型的插座往往會(huì)在焊球上產(chǎn)生針尖，并且在長期使用后針尖會(huì)變形，從而導(dǎo)致焊球損壞。爪形插座是那些在測(cè)試槽中包含完整焊球的插座。這種類型的插座易于引起磨損，然后由于測(cè)試槽的磨損而導(dǎo)致在焊球外圍發(fā)生碰撞?？傊?，針尖式插座和爪式插座在長期使用后都會(huì)導(dǎo)致焊球損壞。

?焊球掉落

焊球墜落屬于意外現(xiàn)象，故障通常發(fā)生在鍍鎳表面或鍍金表面。焊球落下可能與焊盤表面有關(guān)，例如污染和鎳氧化。在回流焊接過程中，焊膏和焊盤之間的附著力不好，導(dǎo)致焊球在濕度測(cè)試期間下降。焊球落下的另一個(gè)可能原因與焊盤表面的鍍金厚度有關(guān)，因?yàn)檫^厚的金和錫往往會(huì)產(chǎn)生脆性金屬合金，導(dǎo)致焊球掉落。

?焊球氧化

在第一個(gè)濾波器中，焊球氧化很少發(fā)生，用于BGA封裝元件的質(zhì)量檢測(cè)。焊球暴露在空氣中的時(shí)間越長，就越容易發(fā)生氧化。結(jié)果，焊球氧化通常在第二過濾過程中發(fā)生。因此，在BGA元件質(zhì)量控制方面，阻止焊球氧化具有重要意義。

如何在BGA元件上實(shí)施質(zhì)量控制？

?嚴(yán)格的IQC

對(duì)任何組件（包括BGA）的IQC（傳入質(zhì)量控制）進(jìn)行目視檢查是不可避免的。 BGA元件需要100％檢查，焊球在顯微鏡下100％檢查，這是BGA元件在第二次過濾后特別需要的，因?yàn)闇?zhǔn)備進(jìn)行二次過濾的BGA元件需要長時(shí)間跨度，可能導(dǎo)致焊球被氧化。目視檢查用于驗(yàn)證其外觀的鑒定。此外，BGA組件在運(yùn)輸過程中受到的保護(hù)不足，導(dǎo)致焊球損壞和焊球掉落。

?過程控制

在BGA元件過濾過程中，焊球保護(hù)很重要。為了更好地保護(hù)焊球免受損壞問題，可以采取以下措施。

a。標(biāo)準(zhǔn)操作

BGA元件標(biāo)準(zhǔn)操作原理應(yīng)采用BGA元件場(chǎng)控制加強(qiáng)制定。

b。保護(hù)

1）抗氧化：在測(cè)試階段，所有BGA組件及其測(cè)試插座應(yīng)放置在氮?dú)夤裰校匝泳徍盖蚝筒遄难趸?/p>

2）焊球保護(hù)：BGA元件的轉(zhuǎn)換應(yīng)通過專用托盤和防靜電泡沫完成，這可以保證BGA元件在翻轉(zhuǎn)過程中的物理保護(hù)。

c。測(cè)試原型

在每次測(cè)試之前必須進(jìn)行插座測(cè)試，測(cè)試1到2個(gè)樣品，以驗(yàn)證是否在蓋板上發(fā)生劃痕并且焊球有損壞。當(dāng)沒有檢查異常時(shí)，可以繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)暴露異常時(shí)，除非修理插座，否則測(cè)試永遠(yuǎn)不會(huì)繼續(xù)。

d。插座壽命評(píng)估和檢查

所有插座都具有自己的使用壽命，并且在超過使用壽命時(shí)，組件的質(zhì)量將大大降低，這就是BGA組件壽命評(píng)估至關(guān)重要的原因。在開始生產(chǎn)插座后，應(yīng)評(píng)估其使用壽命，并在BGA部件使用壽命到來之前進(jìn)行檢查。應(yīng)在以后的測(cè)試之前估計(jì)測(cè)試量。必須在插座和部件測(cè)試前后進(jìn)行檢查，以確保不會(huì)因插座問題而導(dǎo)致外觀。

e。質(zhì)量控制

從一開始就應(yīng)強(qiáng)調(diào)質(zhì)量。首先，應(yīng)向所有管理人員和一線工作人員提供高質(zhì)量的宣傳和實(shí)施以及優(yōu)質(zhì)教育，以確保所有員工都能了解所有現(xiàn)有問題和容易獲得的問題，以便由于宣傳不足而再次引起質(zhì)量問題和實(shí)施。接下來，需要對(duì)一線工人進(jìn)行培訓(xùn)，使其操作標(biāo)準(zhǔn)化，以最大限度地減少由于不適當(dāng)?shù)牟僮髟斐傻馁|(zhì)量損失。最后，質(zhì)量檢查和質(zhì)量反饋也是必要的。應(yīng)報(bào)告質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量反饋。報(bào)告的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，批次問題，潛在的質(zhì)量危害和質(zhì)量控制建議，所有這些都將作為可靠的信息和參考資料提供給客戶，以便他們模擬管理措施。

此外，應(yīng)在質(zhì)量體系內(nèi)積極開展內(nèi)部審核和監(jiān)督檢查。質(zhì)量控制必須從一開始就嚴(yán)格控制購買源并強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵鏈接。無論何時(shí)暴露實(shí)際問題，都應(yīng)保持持續(xù)改進(jìn)措施。