BGA的全称是Ball Grid Array球栅阵列结构的PCB，是一种大型组件的引脚封装方式，与 QFP的四面引脚相似，都是利用SMT锡膏焊接与电路板相连。BGA的产生使微焦点X射线源在SMT行业中得到广泛应用。BGA会出现什么问题呢？BGA的问题主要有四大类：连焊、气泡、冷焊和虚焊。 连焊比较容易发现，在X光下，连焊的现象如图一所示。



气泡现象在X光下的图像如图二所示。气泡主要是由焊锡膏里的助焊剂和湿气造成的，气泡的位置多出现在球底部，所以如果面积太大就会影响稳定性，出现锡裂，这也是虚焊的一种，所以气泡的面积百分比就成为一项重要指标。行业的标准及IPC都有明确指标，面积百分比不应该超过25%。很多使用者不知道在做气泡测量之前，必须加大X光管的功率来把锡球击穿，气泡的区域就会以白色呈现出来。冷焊是个很有趣的现象，它最明显的特征是球周边不圆，不管是从正面或侧面观察都是这样，如图三所示。



冷焊是有铅改无铅和混铅时经常出现的制程问题，不用说都可以知道是在回流炉的熔化区发生的。很多用户不管在无铅或混铅（有铅焊锡膏无铅BGA）情况下都会使用锡膏厂家推荐的回流曲线或使用原来有铅制程，而恰恰忽略了无铅BGA球体积大，需要更高的温度（50华氏度）和更长时间（增加4-6秒）去完全润湿（wetting）的事实。冷焊的结果就是BGA底部非常不结实，在有外力碰撞的情况下，就容易发生锡裂，形成虚焊现象。既然冷焊的原因与现象我们都清楚了，那我们就可以通过一些参数的设定来找出有冷焊的BGA并及时修改回流曲线。

一般有两种常见的虚焊现象。如图四所示，这两种情况都是虚焊。第一种情况，球面积偏小。注意，我们这里说的是面积偏小，而不是球直径偏小。为什么呢？因为BGA球在熔化后，很少会有球是很圆的，多多少少都会受焊盘影响而不太规则，如图四所示：



所以，如果用量直径的方法来计算球的大小，就只能用平均值，这样的误差在10%—15%左右。相反，如果用面积来计算，如果球的体积一致，那么正面照的X光图形不管圆不圆，面积的误差应在5%以内。

球面积太小是虚焊这很容易理解。由于焊锡膏不足或没有焊锡膏，BGA球底部没有润温，在倾斜70°后，图的BGA就如图五。



那么为什么球太大也是虚焊呢？事实上这也很容易理解，如果焊锡膏质量不好，或焊盘氧化都能形成拒焊，这种情况下，即使BGA球和焊锡膏都有熔化，但是底部形不成润湿，整个球被压扁而形成面积偏大，这种球在倾斜70°时，现象如图五所示。

X光机做为一台检测设备，可以通过对BGA的图像分析，找出制程中的问题和隐患，不管是印刷机、贴片机、回流炉或焊锡膏，从而大大提升产品品质，减少返修率。 而测量的结果与图像清晰度有很重要的关系，图像模糊，自然容易引起误判。这就是为什么要选择微焦点X射线源的原因。

微焦点X射线源—MXP130S(美国Source 1）

 



该产品内置高压电源和精密反馈电路，补给式阴极可提供均匀稳定的8μm焦点，没有过热点不会烧毁靶材，能连续工作而不会对射线管造成损坏，如需要高功率运行，还可定制为最高功率40W，最小焦点尺寸20μm。



应用领域：
骨密度测量      电路板检测           厚度测量和镀层测厚

液位监测        多层电路板检测       复合材料识别

铸件检测        安检、食品检测       木质和板材密度测量

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