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2013.May.21

X光影像-X-Ray 穿透式X-Ray影像检测系统-BGA检测应用


BGA是一项相当成熟的技术,不管是用在IC的封装技术还是SMT的BGA制程上,都算是非常普遍的一种方式,X-Ray、AOI、渗透染红、切片,其中X-Ray就是属于穿透式的非破坏性检测技术,它的原理是利用X-Ray照射在样品中,而样品会依据吸收X-Ray的能量差异呈现在检测器中会有不同的灰阶程度,如右图(一)。透过灰阶程度的差异我们可以大概了解BGA锡球的状况,例如:空焊、冷焊、孔洞、锡桥…等等。
 
AOI是属于光学的检测,无法检测内部的BGA状况,仅能判断外围的BGA状况,而切片以及渗透染红都属于破坏性的测试,而X-Ray的非破坏式的检测方式正好非常适合运用在BGA的检测分析上,除了非破坏的特点之外,穿透式检测、自动分析、快速检测都是X-Ray有别于其他3种测试方法的优点,在BGA的检测中我们时常听到客户反应到底该如何判断BGA的空焊、冷焊…等等常见问题
 
透过图(一)我们知道,BGA的黏着状况可以透过灰阶程度来判断他的锡球形状,对于空焊这类的BGA问题,我们利用图(二)来呈现,其中左边是一个正常的BGA,中间的BGA测试上锡球的直径会比较大,而右边的可以透过斜角度的检测看出空焊的状况。
 
BGA的黏着状况
 
BGA测试状况
 
在判断这些BGA时我们可以利用自动分析软体针对BGA的位置、大小、孔洞比例去做分析,可以将不符合标准的锡球标示出来,包含锡桥的问题也可以反应出来,如左图(三),透过自动分析软体快速的将不符合的锡球位置标示出来,对于user的使用来说非常方便。          
 
以图(三)来看左边的BGA形成所谓的锡桥,另外有5个BGA实际的大小已经超过我们所限定的范围,有3个BGA因为焊料不足导致X-Ray所吸收的能量比较少,所呈现出来的灰阶程度就比较浅,这些都是利用自动分析的方式,而user实际只要将条件设定好,就可以透过X-Ray做快速的检测以及自动的分析,对于客户端的判定上也比较容易。
 
BGA分析
 
在X-Ray检测的系统中,一般2D对于孔洞比例的分析是没什么问题,但有时候需要比较明确的看出空焊、冷焊....等等问题,有时候不容易分析,这时候可以透过斜较度的照射去分析样品,一般的斜角度照射势将样品倾斜,GE的ovhm采用的是将检测器倾斜,如图(四),这两种差别在于放大的倍率,当光管距离样品越近,放大倍率越大,所以ovhm可以在高放大倍率的情况下看出倾斜的样品,在倾斜70∘所检测出来的影像就可以清楚的看出BGA锡球与基板的接着状况,透过这种方式就可以有效地分析出BGA的空焊…等问题。

X-Ray检测的系统ovhm

 
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