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测试 BGA器件连接点的物理特性和确定如何才能始终如一地在装配工艺过程中形成可靠连接的能力,在开始进行工艺过程研究期间显得特别的重要。这些测试所提供的反馈信息影响到每个工艺过程的调整,或者要变动焊接点的参数。

物理测试能够表明焊剂漏印的变化情况,以及BGA器件连接点在整个再流工艺过程中的情况,也可以表明在一块板上所有BGA的情况,以及从一块板到另一块板的BGA情况。举例来说,在再流焊接期间,极度的环境湿度伴随着冷却时间的变化,将在BGA焊接点的空隙数量和尺寸大小上迅速反映出来。在BGA器件生产好以后,大量的测试对于组装过程控制而言仍然是关键,但是可以考虑降低检查的深入程度。

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可以用于对整个BGA器件组装工艺过程进行精确测量和质量检测的检验设备非常少,自动化的激光检测设备能够在元器件贴装前测试焊剂的涂覆情况,但是它们的速度缓慢,不能用来检验BGA器件焊接点的再流焊接质量。

目前许多生产厂商用于分析电子测试结果的X射线设备,也存在能否测试BGA器件焊接点再流焊特性的问题。采用X射线装置,在焊盘层焊料的图象是“阴影”,这是由于在焊接点焊料处在它上方的缘故。在不可拆(non-collapsible) BGA器件中,由于前置焊球的缘故,也会出现“阴影 ”现象。例如:当BGA中接触点升浮在印刷电路板焊盘的上方,产生断路现象时,由于前面的前置焊球使得确定这一现象显得非常困难。

这是由于焊料或者前置焊球所引发的“阴影”效果限制了X射线设备的检测工作,使之仅能粗略地反映BGA的工艺过程缺陷,例如:桥接现象。同时也影响到检测边缘部份的工艺缺陷,像焊料不足,或者由于污染引起的断路现象。

仅有横截面X射线检测技术,例如:X射线分层法,能够克服上述条件的制约。横截面X射线检测技术具有能够查出隐藏的焊接点缺陷的能力,通过对焊盘层焊接点的聚焦,能够揭示出BGA焊接点的连接情况。在同样的情况下,采用X射线设各所获得的图像中,实际情况可能被隐藏掉了,从而不能够反映出真实的情况。

焊料的数量以及它在连接点的分布情况,通过在BGA连接点的二个或更多个不同的高度 (例如:在印制电路板焊盘接触面,在元器件接触面,或者在元器件和印刷电路板之间的一半高度)所产生的横截面图像或者“水平切片”予以直接测量,再结合同类BGA连接点的多次切片测量,能够有效地提供三维测试,可以在对BGA连接点不进行物理横截面*作的情况下进行检测。

根据BGA连接点的常规结构,在每个横截面X射线图像“切片”内,具体连接点的特征被进行分离并予于以测量,从而提供定量的统计工艺控制(SPC)测量,SPC测量能够用于追踪过程偏移,以及将其特征归入对应的缺陷范畴。

超过三个图像切片就能够获得不可拆BGA的焊接点情况,“印刷电路权焊料切片”中心定位于印刷电路板焊盘界面上,低共熔点焊料焊接轮廓内,“焊料球切片”中心定位引线焊球(lead solder ball)内,“元器件焊盘切片”中心定位于元器件界面的低共熔点焊料焊接轮廓线内。可拆卸BGA焊接点,通过两个或者更少的图像“切片”就可以反映其全部特征,图像“切片”中心可以定价于印刷电路板的焊盘界面处,也可以是在元器件界面处或者仅仅是在元器件和印刷电路板之间的一半位置处。