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瑞茂光学:X射线检测设备对于BGA检测的作用
2021-07-28 11:08:59 8

随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。

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BGA是一种典型的高密度封装技术。其特点是芯片引脚以球形焊点的形式分布在封装下方,这可以使器件更小,引脚更多,引脚间距更大,成品组装率更高,电气性能更好。因此,这种封装式装置的应用越来越广泛。但是,由于BGA焊点隐藏在芯片的底部,因此不利于焊接和组装后的检查。另一方面,国家或行业还没有制定BGA焊接质量检验和验收标准,因此BGA焊接质量检验技术是此类设备应用中的主要问题。目前,BGA焊接质量检测方法非常有限。常见的检测方法包括:外观检测、X射线检测,染色检查和切片检测。其中,染色和断面检查是破坏性检查,可以用作故障分析方法,不适合焊接质量检测。飞针电子测试的误报率过高; X射线检查利用X射线透射特性,可以很好地检测设备下的隐藏物。焊球的焊接条件是有效的BGA焊接质量检查方法。

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X射线检查常用的设备是X射线实时成像系统,分为两种类型:二维成像和3D层析成像。其原理是利用X射线穿透待测样品,然后由图像接收器接收后将其转换为图像信号,图像显示出明显的灰度对比度。图像中具有较大灰度的区域表示X射线能量衰减大,表明该区域中的材料较厚或该材料的原子序数较大。二维成像观察被测零件的顶视图,这具有快速成像的优势。普通BGA焊球的二维X射线图像。图中的黑色圆圈是BGA焊球。由于焊球是由锡合金制成的,因此它吸收更多的X射线,并且相对于周围的材料具有更大的灰度级。三维断层扫描利用设备中机械设备的旋转来从各个角度扫描样品,并对软件进行分析和处理以形成被测样品的三维形状。该测试方法可以更真实,更清晰地反映被测样品的真实状态。BGA焊接的质量包括连续焊接,缺少焊球,移动的焊球,焊球空隙,虚拟焊接和枕形效应。这些缺陷将影响电路的可靠性。它们中的一些立即显现出来,例如连接焊球时发生短路。一些在使用中表现出来,例如枕头效应。在使用中,焊球很容易在枕头上折断并形成假焊料。通过一些测试,我们可以轻松地对实时性能的缺陷进行故障排除,而非实时性能的缺陷对电子系统的危害更大,因此,我们应该加强检测和及时调查。

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在实际工程应用中,通过X射线成像快速检测整体焊接质量,检查焊球的连续焊接,焊球损失,焊球位移和焊球空隙,并初步确定虚假焊锡。x-ray检测设备检测BGA器件的焊接质量检验,为BGA器件的应用提供可靠的质量保证。


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