BGA焊点缺陷

1.BGA焊点质量不良图：
第一．锡珠还有后面的桥接
第二．桥连
第三．底料填充空洞
说原因的话应该是多方面的，这些方面的鱼骨图应该会有帮助
焊料球、桥接、焊点不圆滑
制程控制不良，看看我们的控制要点吧
环境：
1. 温湿度：24+/-3度30-60％；
锡膏：
1. 回温必需达到要求：室温回温8小时（无铅）5小时（有铅）以上；
2. 使用期限：钢板上8 小时，开瓶后12小时；
锡膏印刷条件：
1. 速度：20-25mm/sec；
2. 具有干擦湿擦真空擦功能，擦拭频率：2pnl/次，2小时手动擦拭一次；
3. 脱模干净，锡膏厚度在范围内；
贴片要求：
1. 如元件为盘装使用前必需烘烤，条件125度4小时（或按元器件要求）；
2. 做好贴片前的程式调教动作，确保座标准确；
Reflow：
1. 按锡膏厂商的推荐profile ，严格控制各区温度及升温降温斜率；
2. PWA 出Reflow 前必需保证温度在150度以下，PEAK 温度245度（无铅），225度（有铅）；
3. 必需保证充分的冷却方可以从轨道上拿下；
AIO：
1. 100％AIO 检测，严格控制误判率；
X-RAY:
1. 100％X-RAY 检测,并做好标记;
2. 严格按照IPC 7095 的规范控制BGA 的气泡，
1.锡球-------大小
2炉溫-------不符合
3.锡膏-------Cpk值
还有ＢＧＡ上的ＰＡＤ阻焊层设计是否合理.
2.双面板BGA失效问題
问：双面板，第一面上有兩个0.5pitch的BGA,剛開始生産時這兩個BGA失效的比例很高，x-ray檢查發現錫球變大，研磨后發現錫球與BGA本體閒有氣泡，后經調整profile,不良有所下降（已無錫球變大現象），但測試還是不理想（對比單面板來説）.將失效BGA植球后手工焊上測試ok,説明不是功能問題，現在懷疑是錫球與BGA本體連接処斷裂（一次或二次過爐時），為封裝技術不成熟所緻.
答：楼主说研磨后发现锡球与BGA本体间有气泡，我看主要原因就在这里。

如果能消除这些气泡，是不是就可以减少锡球笥BGA本体连接断裂的可能性，这样BGA的失效比例也可能随之降低。

解决气泡，楼主可以在回流焊时用氮气，然后检查下PROFILE的预热时间，回流时间是否足够。

答：在生产时要注意以下几个方面:
1、生产非BGA面，再生产BGA面，在生产BGA面时你在调PROFILE时要注意上下有一定的温差，最好能做到上板比下板温度高15度左右；
2了解该BGA的SPEC，在BGA的SPEC里会有该元件在生产过程中的温度要求，根据其温度要求去调试PROFILE；
3、BGA是潮湿敏感元器件，所以针对其在拆封后的管控尤其重要，最好是在拆封后烘烤一下再上线，并且每次上线时不要备料太多，当班只备当班的，多的料放在防潮柜中，确保BGA不会受潮。

4. 建议你反面过炉时，使用治具，将反面温度降下来保护。

问：如果两面都有BGA的PCB炉温和背面只有几颗C-CLASS material 炉温有什么区别。

答：是的，另一面的BGA更多。

只能先過這一面。

設置溫差的方法式過，效果不大。

現在用的方法是拉長第一面的餘熱時間。

雖説有所改善，但不良依舊很高。

不知各位有沒有遇到相同的問題？
答：
1.两面都有BGA
2.制成符合供应商要求
3.公司所有BGA上线前均烘烤
4.'x-ray檢查發現錫球變大，研磨后發現錫球與BGA本體閒有氣泡'
说明预热时间不够,回流时间过长.
2F的说已经很明确了,在不改变当前的制程的情况下只有这么办效果会好
5. 两面用不同锡膏的,第一边用高温锡膏,第二面用低温锡膏，最关键的还是你的曲线了
6. 一:升高预热区的温度,延长SOAK TIME.
二:更换新的锡膏,锡膏回温时间加长1-1.5个小时
三:焗PCB,BGA
7. 我认为起汽泡的原因是水蒸汽,包括锡膏,板等.至于增加还是减少上下炉子的温度,我们只
有在下面掉
料的时候才考虑!
还有,你们过炉是有没有用夹具,预热区温度设定很高!
答：现在这个机种我们第一面用的预热时间已经很长了（220s,其它的都小于200s）,这样做是让不良有所降低，也是我们现在用的profile,在另一面时我们把炉温调低，缩短预热和回焊时间。

但关键是不良依旧很高（相对其它机种），不知是不是物料本身在2次回流时就容易产生气泡现象，如果是这样的话，我们也就不太苛求了。

问：不知manson.sun是不是想在第二次回焊时用夹具罩住第一面，来降低此面温度，如果是的话，不知道你们的效果怎么样? 还有就是用什么材料作夹具？
答
1、不是封装的问题。

2、温度可以调整为下面的比上面的高5度。

3、不存在8f说的用两种锡膏的情况，应从制程上来找办法。

4、调整曲线，一定可以解决问题。

在实际生产中用两种锡膏的可能性比较小,因为一是成本问题,二是工艺上也比较难控制,所以要解决这个问题,关键还是在PROFILE上,因为BGA存在二次坍塌的问题，所以在第一面生产时ＢＧＡ已经焊接好，如果在第二面时如果温度太高就会引起ＢＧＡ的焊点重新熔化，气体易进入ＢＧＡ形成气泡，所以在ＢＧＡ第二次回流时一定要将该面的温度降下来，这是制程的关键，在生产第二面时炉温一定要比第一次低才可以．
3.BGA 失效
附件:
问：BGA不良一下窜到2％，拆下不良BGA后发现不良品上都有几个或十多点未上锡（都分布在四个角位，也有可能是拆BGA时焊盘最表面脱掉了，但表面还算光亮），手工320度加锡也很难加上锡，PCB送香港生产力促进局分析金相、切片都未发现异常，而我们的制程、锡膏、炉温设置都未变更；我们怀疑是PCB表面不洁或BGA焊盘最表面附着力不够，请各位兄弟姐妹支支招。

多谢！
我估计时你们在生产过程当中遇到了什么不干净的东西才会这样的
表面脏很难焊接上去的((随笔)
出现这种问题可能要从整个制程上考虑，使用排除法，将没有环节一一检查；
比如是否是这一批出现这种情况，PCB板批次是否跟以前有区别，还有这段时间南方天气比较潮湿，PCB板投入前是否进行烤板预处理等。

还有你寄出做分析的板可能要有两块：一、良品二、不良品；两种板的BGA都切四周看看到底问题出在哪里。

问：PCB与BGA都有烘烤，profile也与以前一致，PCB是今年第8周出厂的，第10周的不良没这么高，若怀疑PCB氧化，有什么最简单的方法可判别？
答：我觉得你的PROFILE可能做得不好,既然你以前没有出现怎么高的不良,这或许和你的炉子有问题!检查一下各个温区是否有异常!
为了分析该问题可以从下面几个方面考虑
1 对PCB焊盘进行可焊性测试确定其焊接性
2 对失效样品进行金相切片，采用SEM&EDX分析断裂的具体部位。

3 对焊盘表面进行SEM&EDX分析，确定是否有污染或者镀层不均匀
4 更改温度曲线，采用三角形温度曲线（避免在温度浸泡过程中的助焊剂过渡使用）或使用活性更高的助焊剂
5 对焊接后产品进行金相切片分析，测定其IMC厚度和成分，看是否满足要求
4.没有x-ray 怎样检查BGA焊接质量
型号为VC0558的BGA（很小），用热风枪来焊接，不知道该怎样检查？
1. 找一个有X-RAY的厂里面去检查。

2. 用万用表测外围接口是否短路（在已焊BGA，而其他电阻电容等没焊前）。

基本能搞定
所有的BGA问题，好的和坏的比较下就有经验了。

3. 确保焊接工艺,方法正确
4. 经验也有重要的时候。

5. 既然没有X-Ray，建议在锡膏印刷后加强该BGA的目视检查。

锡膏印刷OK，回流温度
正常（建议尽量接近最高温度的上限），BGA的焊接是99.99%不会出问题的，X-Ray 无非也是检测BGA的焊接情况而已。

其实你真的有X-Ray，你也没有计划100%全检吧？
如果有坏板，怀疑是BGA的问题，就毫不犹豫的拆下来更换好了。

还要X-Ray干吗？
反正拆错了也可以将拆下的BGA焊回去的。

6. 生产蓝牙耳机上面有贴装0.29MM的BGA，因为没有X-RAY，都是直接测试，不过的
可以用显微镜看到BGA四周的焊点的焊接情况的。

5.BGA回流区炉温过高有什么不良
1.那要看高到什么程度，有没有超过元件的耐温值。

太高可能损坏BGA，也有可能温度没达到损坏BGA的程度，但是使PCB变形，导致BGA焊接不良。

温度出现过高主要注意：
1、是否超出BGA元件的耐热温度，如果超出BGA耐热温度，BGA就可能出现失效。

2、是否超出锡膏的推荐的温度曲线，如果超出BGA的焊接就会出问题。

3、是否超出基板的耐热温度要求，如果超出就可能出现基板变形、起泡等不良现象。

4、一般BGA焊点温度不会比chip件的温度高，如果BGA焊点温度超标，要注意其它元件的温度情况。

6.BGA过炉最高温度如何设定？
答：最高温度最好在２３５－２４０啊
答：一般来讲,BGA最大受热在250度以内,如果有铅回流焊,及焊膏,设定温度都不会超过250,工艺窗口极大,不存在对BGA的影响.如果使用无铅设备,由于工艺窗口的原因,要求工艺精度较高,实际温度一般不要超过235度,完全满足元器件的需求.问：如果过炉的PCB流量大的话是不是需要炉温高五度左右呢？我遇到过就是如果量大不间断地过炉效果总是不太好？
答：如果温度过高，Sn和Cu形成合金的速度大大加快，可能形成机械性能不好的Cu3Sn 合金，影响可靠性，另外，温度过高导致Cu扩散到Sn中的速度加快，在Cu和CuSn合金界面易形成小的空洞，在一定的应力条件（震动和温度循环），空洞会扩展，影响产品的使用寿命。

例：无铅焊点在老化后，在跌落试验中较容易断裂。

7.0.5mm pitch的BGA的钢板如何设计?
1. CSP 0.5Pitch 0.3Dia 100Point：0.1mm Stencil，开圆形孔Dia 0.25mm
2. 0.5mm pitch的BGA：开0.275mm 的方形孔.
3. 0.12mm厚度，开0.3mm方孔倒圆角，用抛光工艺，检查抛光质量，最好用电铸模板。

4. 0.5mm pitch bga, 焊盘直径0.25mm：4.1钢网厚度为0.12mm时，印刷过程中会有个别点出现脱模不好的现象，表现为锡量不足，面积覆盖率有的点不足50%。

4.2钢网厚度为0.10mm时，印刷后检查锡膏成型良好，面积覆盖率均可以达到90%以上，焊后经X-RAY焊点大小均匀。

以上两种开孔直径均为0.25mm，圆形。

特别提醒的是，钢网用的是激光切割+电抛光，电抛光质量的好坏，直接影响脱模效果，尤其是钢网厚度为0.12mm时。

我用的锡膏是ALPHA OM5000，不错。

我現在用的激光切割+电抛光，圓形開孔直径为0.28,厚度0.13mm,效果很差;
改圓形為方形稍微好點,改方形?際上是加大了開口面積.
試圓形直径为0.3mm,厚度0.12mm,这可能出现拉尖现象。

一定要注意模板的电抛光质量，不一样的供应商电抛光的质量有很大的差别哦！如果抛光质量上好应该问题不大。

電抛光的品質檢驗我們使用100X的magnifier check的.沒毛刺算ok,這點下次還需確認
你的模板一开始就应选小于0.12mm......
我们采用钢板T:0.1mm 激光加电抛光,BGA球径0.3mm 钢板开孔0.26mm
BGA 球径0.25mm 钢板开孔0.3mm
8.BGA球径越小钢板开孔反而越大？
1.考虑到BGA 之可靠性,在不短路前提下,保证锡量充足.
我们用BGA球径不同,开孔均为0.3mm,则大球径之BGA短路.
试验测试0.27-0.26mm.结果定位0.26mm
另需考虑置件稳定性,相机之精度1mil才可满足影像要求
我公司用0.11mm的0.3的圆孔,激光加电抛光!需underfill!
9.不良的PCB返修要烘烤吗？
1.都要，温度大概100C，时间24小时
2.烘烤的目的相信是针对PCB的潮气。

使用BGA的PCB一般为纤维板材类的，吸潮情况并不严重。

3.没有烘烤就拆换BGA的PCB没出过什么问题。

4.烘烤其实也是为了防止PCB变形。

特别是尺寸较大而且薄的PCB。

10.BGA拆下后还能使用吗？
答：球坏了，不影响BGA但要从新置球才能用。

问：谁知道用于植球的小型回流炉哪个品牌好,我朋友正在找
答：不知道这种抽屉式的能否满足啊？
/cpjs.htm
答：把拆来的BGA上的锡刮干净，然后用Mini Stencil上锡膏和锡球。

下一步是回流让锡球固定在焊盘上。

如果数量少，rework人员技术好的话可以用Hotair吹。

另一个办法是用生产用的回流炉，把植好锡球的BGA放在托盘上过炉。

问：那Mini Stencil 怎么开啊我的BGA是0.4pitch的我们开的锡膏下不来啊
答：可以不用印焊膏，有一种专用的焊剂，膏状的，薄薄的涂一层，然后手工或者用漏板把球摆好，后面的方法和sunzg1972说的一样啦
答：对于CPU脚座的话需买个BGA返修工具。

答：找钢板厂家制作一个相对应的你的BGA的植球治具就好了
1、找钢板厂家制作一个相对应的你的BGA的植球治具
2、购买同一直径的BGA球及专用焊剂（膏状）
3、放好后直接过一次回流就好了！
11.BGA 的虚焊怎么检验？
BGA的虚焊，在不用3D的X-RAY 检验的前提下，还有什么好的办法可以检验出来？
或是说在2D的X-RAY下怎么样的就可以判定其是虚焊？
1.颜色会不一样。

2.这里就主要是温度曲线的控制了，我在清华-伟创力实验室看到他们如何用SMT温度测试仪来测试BGA焊接时候的温度曲线，确保焊接质量，温度曲线好。

BGA主要是控制炉温，如果炉温OK了，一般就不会虚焊的；可以在X光下检查出来啊！答：如果是2D的X－Ray，一般通过对比：找到确认几块虚焊的，看与正常的色差
一般情况下，一块BGA焊点不会都虚焊的，虚焊则颜色深浅会不同
答：焊接的状态可以通过锡球的颜色,和锡球的大小,来判定
答：进行破坏性实验，在焊接的BGA灌有色物质，等其干掉以后然后取下BGA，那些在焊接点有颜色的就有可能是空焊了。

这只对
答：用万用表来检查线路,当然这不是批量性的做法,不过可以做一片用来检测炉温是否OK 答：虚焊的颜色有色差，还有焊盘上面有杂质BGA就容易有虚焊
12.关于BGA的炉温设定
问：生产有BGA的双面板！：16温区的回流焊怎样的设定最好！
BGA的大小在7CM的正方形以上！点数也比较多
答：看一下BGA的焊点是有铅或无铅，你用的PCB表面是镀的什么金属层，用的是什么焊膏，表面元件贴装的密集度等综合信息收集以后再定。

答：本人认为主要在以下做制程改善：
1，钢网的开孔
2，是否为OSP板？？
3，炉温曲线的设定
4，贴BGA的精确度
5，DFM设计
答：上面的温度比下面设定要稍微高一点,但必须符合锡膏参数要求
用SMT温度测试仪测BGA最中心处的温度，选择合理的炉温分布，正确的温度曲线是保证质量的关键。

把恒温时间和回流时间相对的拉长一点可能效果会比较好一点附件为测试得到的温度曲线，Thermo2为BGA下的温度分布。

附件:
答：不用擔心,BGA零件只要在其下做一個測溫點,就可以.
贴15*15球径位0.45，PITCH0.75的。

钢网开多厚的？
答：0。

12MM厚的钢片，开孔0。

5MM，用颗粒小一些的焊膏
答：网板厚度选择0.12～0.13mm的都可以，至于网板开口尺寸和形状要参考你BGA焊盘的设计和实际制造尺寸，像这种间距比较大的BGA选择开口1：1一般没有什么问题！厚度0.12-0.13MM
答：0.12MM开孔0.48
0.13MM开孔0.45
13.BGA 中的氣泡
BGA 中的氣泡主要还是靠调节温度曲线来实现,是嗎?那我該加長預熱區嗎?還是別的方法
答：产生气泡的原因比较多，
我先举一个：锡膏的含氧量过多。

如果是这种情况，就得k锡膏厂商了
答：不是加预热区,是延长保温区,不过这不一定是主要原因,PCB受潮,焊盘氧化或有有机物,元件氧化,锡膏不良等都有可能,最好做一个DOE,一项一项的排除.
答延长120度-180度之间的时间
答：我看有的帖子说ＢＧＡ装贴前要在１００度的恒温箱里放置６－１０小时可以减小空洞，我没试过，你可以试试也许能解决气泡问题．
答：換一家錫膏供應商,比較一下。

答：要解決BGA空洞的問題,首先要了解造成空洞的原因,
大多與錫膏本身脫不了關係,
1.攪拌及裝填方式﹝均勻度﹞
2.溶劑的種類及含量﹝氣體揮發﹞
3.使用者攪拌方式及時間﹝脫泡效果﹞
以上.僅供參考
倘若有興趣進一步了解，可隨時與我聯絡
P.S 本公司專門生產焊錫相關材料，並提供CSP製程專用錫膏
14.CSP与BGA的区别?
答：CSP&BGA各自的概念
1.BGA球栅阵列封装
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。

BGA封装技术又可详分为五大类：
1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般为2-4层有机材料构成的多层板。

Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。

2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称FC）的安装方式。

Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。

3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。

4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区）。

BGA封装具有以下特点：
1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。

2.虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。

3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。

4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。

1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。

而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。

1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。

同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。

直到五六年前，Intel公司在电脑CPU中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。

目前，BGA已成为极其热门的IC封装技术，其全球市场规模在2000年为12亿块，预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

II、CSP芯片尺寸封装
随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮，封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。

它减小了芯片封装外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。

即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍，IC面积只比晶粒（Die）大不超过1.4倍。

CSP封装又可分为四类：
1.Lead Frame Type(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。

2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。

3.Flexible Interposer Type(软质内插板型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。

其他代表厂商包括通用电气（GE）和NEC。

4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特点：
1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。

2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。

3.极大地缩短延迟时间。

CSP封装适用于脚数少的IC，如内存条和便携电子产品。

未来则将大量应用在信息家电（IA）、数字电视（DTV）、电子书（E-Book）、无线网络WLAN／GigabitEthemet、ADSL ／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。

答：CSP只是尺寸更小了，比CSP更小的叫FC（Flip Chip).
Flip Chip 在我们SMT装配中叫倒装片，它是将裸芯片直接焊接在PCB板上。

BGA范围很广，CSP只是其中一种，
只不过封装比例较小
一般小于1：1.2
pitch 不同
BGA pitch (1.0 mm 1.27 mm)
CSP pitch <0.8 mm。