球柵陣列（BGA）試驗方法檢測：核心檢測項目解析

引言

一、焊接質量檢測

1. • 方法：利用X射線穿透封裝，生成焊點二維/三維圖像。
   • 檢測內容：
     • 焊球形狀、直徑、間距一致性
     • 橋接（短路）、虛焊、空洞（Voids）
     • 焊料分布均勻性
   • 標準參考：IPC-A-610（電子組件可接受性標準）
2. • 方法：切割焊點并拋光，通過顯微鏡觀察微觀結構。
   • 檢測內容：
     • 金屬間化合物（IMC）厚度與均勻性
     • 焊料與焊盤結合界面完整性
     • 內部裂紋或分層

二、焊球完整性檢測

1. • 工具：激光測量儀或光學輪廓儀。
   • 參數：焊球直徑、高度、共面性（公差通常≤50μm）。
2. • 推拉力測試（Shear/Pull Test）：
     • 測量焊球抗剪切/拉伸強度（參考JEDEC JESD22-B117）。
   • 跌落測試：模擬終端產品的意外沖擊（如MIL-STD-883H）。

三、電氣性能測試

1. • 飛針測試（Flying Probe）：快速檢測開路/短路。
   • 自動化測試設備（ATE）：高精度驗證信號完整性。
2. • 阻抗分析：確保信號傳輸阻抗匹配（如TDR時域反射法）。
   • 串擾與損耗測試：評估高速信號下的性能衰減。

四、可靠性測試

1. • 溫度循環（Thermal Cycling）：
     • 條件：-55°C至125°C（參考JESD22-A104）。
     • 目的：檢測熱膨脹導致的焊點疲勞裂紋。
   • 濕熱測試（THB, 85°C/85%RH）：評估潮濕環境下的耐腐蝕性。
2. • 振動測試（如隨機振動/正弦振動）：模擬運輸或使用中的機械應力。
   • 彎曲測試：評估PCB變形對焊點的影響。

五、材料與化學分析

1. • 能譜分析（EDS）：驗證無鉛焊料（如SAC305）的合規性。
   • 污染物檢測：離子色譜法分析助焊劑殘留（按IPC-TM-650）。
2. • 掃描電鏡（SEM）：觀察焊點斷裂面形貌。
   • 聚焦離子束（FIB）：納米級缺陷定位。

六、返修工藝驗證

• 局部X-ray掃描：確認返修后焊點質量。
• 對比電氣測試：確保返修未影響周邊電路。