高密度球柵陣列(BGA, Ball Grid Array)組裝制程中,焊球粒徑離散偏差會(huì)直接改變焊料填充體積,在回流熔融階段產(chǎn)生差異化表面張力,引發(fā)器件傾斜、焊點(diǎn)高度不一致等問題,最終導(dǎo)致虛焊、橋連、焊點(diǎn)應(yīng)力集中等焊接缺陷,大幅制約PCBA量產(chǎn)良率。依據(jù)JEDEC、IPC公開制造規(guī)范,當(dāng)BGA焊球粒徑波動(dòng)超出±10%公差區(qū)間時(shí),回流焊接成型不良風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著提升。
白光干涉儀(WLI, White Light Interferometer)基于低相干干涉原理,采用非接觸式三維檢測技術(shù),Z軸測量分辨率可達(dá)納米級(jí),可單次掃描完整采集BGA陣列焊球三維形貌(3D Morphology),批量輸出單顆焊球粒徑、球體圓度、陣列高度分布等精準(zhǔn)數(shù)據(jù),可有效區(qū)分原生焊球尺寸偏差與基板翹曲引發(fā)的共面度異常。相較于傳統(tǒng)二維光學(xué)檢測設(shè)備,該設(shè)備可量化焊球粒徑分布區(qū)間、定位超差異常焊球坐標(biāo),形成完整可追溯的精密量測數(shù)據(jù),為工藝優(yōu)化提供精準(zhǔn)依據(jù)。
基于白光干涉儀的精準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)回流焊接(Reflow Soldering)工藝精準(zhǔn)迭代優(yōu)化:針對(duì)粒徑離散度偏大的BGA物料,適度放緩預(yù)熱升溫速率,均衡整陣列焊球熔融時(shí)序;精準(zhǔn)微調(diào)峰值溫度與液相保溫時(shí)長,改善大小焊球熔融塌陷差異化問題;同步配套氮?dú)夥諊芸兀嵘噶蠞櫇褚恢滦?。同時(shí)依托量化檢測數(shù)據(jù),反向約束植球工序的焊球來料篩選標(biāo)準(zhǔn),從源頭縮小焊球粒徑(Ball Diameter)波動(dòng)范圍。
量產(chǎn)驗(yàn)證結(jié)論:通過白光干涉儀前置量化表征焊球粒徑不均問題,協(xié)同優(yōu)化回流曲線參數(shù),可顯著提升BGA焊點(diǎn)成型一致性,有效降低虛焊、早期失效等不良比例,實(shí)現(xiàn)BGA封裝組裝工藝的閉環(huán)精準(zhǔn)管控。
BGA封裝典型應(yīng)用圖示及說明(半導(dǎo)體專屬)
以下為新啟航BGA陣列高度檢測圖,可精準(zhǔn)呈現(xiàn)BGA陣列三維形貌(3D Morphology),支撐BGA封裝高度一致性(Height Uniformity)檢測,為焊球焊接質(zhì)量全流程把控提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。

(圖片1:BGA陣列的高度一致性檢測圖)

(圖片2:去除BGA后,PCB基板的形變翹曲高度檢測圖)

(圖片3:去除PCB基板,BGA植球共面度檢測圖)

設(shè)備可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)BGA植球共面度數(shù)據(jù),智能分析并標(biāo)記異常點(diǎn)位,實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)自動(dòng)化輸出、缺陷可視化定位。
大視野3D白光干涉儀——BGA精密檢測新范式
大視野3D白光干涉儀突破傳統(tǒng)BGA檢測設(shè)備的技術(shù)局限,依托核心光學(xué)創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)納米級(jí)(Nanoscale)全場景精密測量,兼顧檢測高效性與測量精準(zhǔn)度,適配半導(dǎo)體BGA封裝全流程檢測需求,重構(gòu)工業(yè)精密測量(Industrial Precision Measurement)標(biāo)準(zhǔn),可為半導(dǎo)體(Semiconductor)BGA封裝、精密光學(xué)部件及各類精密器件質(zhì)檢提供全方位技術(shù)支撐。

一、大視野+高精度,打破行業(yè)檢測瓶頸
設(shè)備搭載0.6倍輕量化專用鏡頭,實(shí)現(xiàn)15mm超大單幅檢測視野,搭配可兼容4個(gè)物鏡的轉(zhuǎn)塔設(shè)計(jì)(Turret Design),無需搭配多臺(tái)設(shè)備、無需頻繁切換鏡頭,即可兼顧BGA陣列全域形貌觀測與單顆焊球(Solder Ball)納米級(jí)高精度檢測,徹底解決傳統(tǒng)檢測“全域覆蓋”與“精細(xì)測量”無法兼顧的行業(yè)難題,大幅提升檢測效率與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度(Data Accuracy)。

設(shè)備可實(shí)測端面平面度(Flatness),精準(zhǔn)把控BGA封裝部件平面精度,為半導(dǎo)體BGA封裝、精密光學(xué)部件的后續(xù)加工與測量提供可靠數(shù)據(jù)基礎(chǔ);實(shí)測可達(dá)6pm(0.006μm)精度,可精準(zhǔn)表征工件表面粗糙度(Surface Roughness, Ra/Rz),完全滿足半導(dǎo)體BGA焊球、芯片封裝面的超精密測量需求。

新啟航半導(dǎo)體|專業(yè)白光干涉 3D 輪廓測量方案。亞納米精度保障,支持自動(dòng)化定制;高端系列對(duì)標(biāo)國際一線品牌,大視野設(shè)計(jì),輕松應(yīng)對(duì)高低反射、復(fù)雜材料測量場景。
免責(zé)聲明(Disclaimer)
一、內(nèi)容溯源與適用范圍(Source & Scope of Application)
本文全部技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)原理、機(jī)型適配及對(duì)比數(shù)據(jù),均源自設(shè)備原廠官方資料、權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)及公開招標(biāo)驗(yàn)收文件,僅用于技術(shù)研究、方案對(duì)比及行業(yè)參考,不作任何商業(yè)用途。
二、內(nèi)容效力與權(quán)責(zé)界定(Validity & Liability Definition)
本文觀點(diǎn)與結(jié)論為通用技術(shù)參考,非設(shè)備原廠官方定論,不構(gòu)成任何商業(yè)承諾、履約標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收依據(jù),未經(jīng)原廠實(shí)測核驗(yàn),不得用于項(xiàng)目驗(yàn)收、舉證追責(zé)。
三、風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)與合規(guī)說明(Risk Assumption & Compliance Statement)
使用者擅自套用、篡改本文內(nèi)容產(chǎn)生的一切風(fēng)險(xiǎn)與法律責(zé)任,由使用者自行承擔(dān),本文作者及所屬單位不承擔(dān)任何連帶責(zé)任。若存在版權(quán)及侵權(quán)異議,將及時(shí)核實(shí)整改。