（三）SMT BGA焊接缺陷有哪些？

SMT BGA焊接缺陷、质量差的原因及改进措施

第六部分：球形升压/非润湿开口（NWO）

球体抬升或非润湿开口（NWO）是一种常见的失效特征。 SIM与枕形效应不同，焊球无法与焊盘牢固结合，导致开路。这种故障通常发生在封装严重翘曲时。在回流焊过程中，焊盘上的焊膏无法保持在预期位置，而是粘附在焊球上。由于封装翘曲，焊球和焊膏之间形成间隙，焊膏粘附并熔合在焊球上。PCB焊盘在未涂抹助焊剂的情况下暴露于高温回流焊过程中，会导致氧化物积聚，使焊球翘起并形成开路焊点。通常情况下，这些焊盘上不会形成金属间化合物（IMC），看起来就像从未在其上印刷过焊膏一样（参见图8）。

影响焊球抬升的因素包括焊膏和助焊剂的类型、焊料的种类等。射频对PCB焊盘进行精细处理（例如OSP）、焊盘设计（SMD与MD）以及内层铜布线（散热/接地层）都会影响焊球脱落。为了减少焊球脱落，可以改变焊膏的化学成分、增加焊膏用量或使用氮气等方法，这些方法与热压（HoP）工艺类似。增大BGA焊盘的尺寸也能降低焊球脱落的概率，因为更大的焊膏面积能提供更大的表面张力，从而更好地保持焊膏，防止焊球将其带走。

第七部分：组件缺陷

元件缺陷，例如爆米花效应和封装翘曲，通常是由于回流焊前对BGA元件处理不当造成的。这两种问题在X射线检测中都会产生独特的特征图像。爆米花效应会导致BGA封装在芯片下方膨胀，从而使封装中心焊球尺寸增大（可能导致桥接），因为焊球会被压扁在封装和电路板之间（见图9）。BGA翘曲不如爆米花效应明显，在X射线图像中更难检测（见图10）。翘曲程度在封装的拐角处最为显著，因此当发生翘曲时，翘曲BGA的X射线图像会在封装拐角处显示明显拉长的焊点。图10a显示了X射线图像，图10b显示了封装的视频显微图像。值得注意的是，图 10b 中基板上的波纹，这很可能表明回流焊接过程中应力的释放。

第八部分：缺陷关联/流程改进

利用检测信息来控制制造过程并最大限度地提高质量和良率至关重要。制造过程会在每个组件上留下信息（合格或不合格），这些信息可以通过检测来观察。可以使用前面讨论过的方法和工具来观察这些信息。在许多情况下，目视检查BGA是发现任何问题的首要线索。操作人员可以检查BGA所有四个边的边缘。BGA与电路板之间的距离应均匀，焊球形状应一致。要直接观察BGA下方的焊点，需要使用X射线或光学检测（内窥镜）。这些方法可用于检测明显的缺陷，例如焊桥和焊球缺失。它们还有助于表征BGA回流焊工艺。在检测过程中，应检查BGA焊球尺寸和形状的一致性。在没有润湿迹象的情况下，焊球应呈圆形，并且整个封装的尺寸应均匀一致。回流焊前直径为 0.75mm 的 PBGA 焊球，回流焊后会膨胀至标称直径 0.90mm，增幅达 20%。从封装中心到边缘，焊球面积的变化通常在 10-15% 之间，但超过此范围的变化则表明回流焊工艺存在问题。使用 X 射线以一定角度检测 BGA 也有助于检查焊盘接触区域内 BGA 焊球的形状。通过改变 X 射线检测角度，焊盘会发生位移，从而避免遮挡其他焊球。这使得操作人员能够检查焊盘上形成的焊点形状，以确认焊盘与焊球接触良好，并且焊料完全润湿焊盘。可以使用图像分析软件对焊点的 X 射线图像进行定量测量。这类软件非常有用，但并非 BGA 检测的必要条件。该软件的优势在于能够识别并显示焊点图像尺寸和形状上的细微变化，而这些变化是操作人员难以观察到的。这些微小的变化是组件组装过程中的信号，可用于监控和纠正工艺缺陷，其中许多缺陷都与已知的工艺问题相关。

（I）SMT BGA焊接缺陷有哪些？

（二）SMT BGA焊接缺陷有哪些？