BGAスライスの溶接良否判定方法

自作のBGAハンダをスライスした写真が数枚しかないので、教材として使えます。 HIP、Head In Pillow、はんだボールが引っ張られている典型的な写真もあります。通常、BGAのスライス写真を撮るときは、まずどちらがBGAパッケージ面でどちらが基板実装面かを判断します。この問題については、銅箔の厚さから判断するのが私の方法です。銅箔の厚い側は、通常、回路基板の実装面です。通常、BGA パッケージのキャリアボードは電子アセンブリの回路ボードよりも薄いため、より薄い銅箔が選択されます。

PCB board

次に、ダブルボール現象が明確に見られる場合 (次の図に示すように、これは典型的な HIP 偽の冷間溶接欠陥です)、通常、ボールの大きい側がキャリアプレート上の元のはんだボールです。 BGA のはんだボールは一度リフローされていますが、リフロー後のフラックス揮発後に PCB に印刷されるはんだペーストの量は元の量の半分しかないため、BGA 側のボールは通常大きくなります。はんだパッド（パッド）の大きさは定かではありません。自作PCBの配線設計が【Cooper Define Pad design】と一致しているかどうかによります。そしてBGA溶接の良し悪しを判断します。下の図は、典型的な [HIP] 溶接の問題を明確に示しています。それについて知らない人は、[HIP (Head in Pillow Effect)] リンクをクリックして、さらに議論することができます。 HIP の 99% は、BGA の周囲のはんだボールの最も外側の列で発生する必要があります。その理由は、ほとんどの BGA キャリアプレートまたは PCB は、リフロー時に変形して反り、ボードが暖まると変形が小さくなりますが、溶融スズが冷えると、2 つのボールが互いに寄りかかっているように見えるからです。

HIP は深刻な BGA はんだ欠陥です。工場でのテストプログラムを通じてお客様に流れやすいのですが、一定期間使用すると、問題が発生して製品が修理のために返送されます。 BGA のはんだ欠陥の 2 番目のタイプは、HIP と通常のはんだの間のはんだボールです。どちら側が PCB エンドであるかを判断する方法を知っていますか? 下の図から、BGA はんだボールと PCB 上のはんだペーストが完全に溶けていることがわかります。ダブルボールが見えないためですが、はんだボール全体が長く上下に引っ張られ、ほとんど壊れています。 PCB 表面のはんだを観察すると、はんだボールが上下に引っ張られるため、はんだボールと PCB パッドの間の接触面積が小さくなり、長さのない角度もあることがわかります。

この種のはんだ破壊は時間の問題です。クライアント使用時の振動や、切り替え時の熱膨張・冷間収縮により破壊が加速します。次の図の BGA はんだボール溶接は許容されます。ボールには、水平の楕円形を形成するために平らになったはんだもありますが、PCB 端近くのはんだボールがまだわずかに引き離されていることがわかります。実際には、はんだボールの形状は次の図のようになるはずです。はんだボールは「ランタン」に似ており、PCB パッド全体を覆っています。ただし、溶接パッドが緑色の油で覆われるように設計されている場合があり、その形状は上図のようになります。