BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷
發(fā)布時(shí)間:
2026-07-25
作者:
新啟航半導(dǎo)體有限公司

在半導(dǎo)體球柵陣列封裝(Ball Grid Array, BGA)量產(chǎn)制程中,封裝基板(Package Substrate)平面度形變超標(biāo)是核心失效誘因,該問題主要由封裝應(yīng)力(Packaging Stress)累積導(dǎo)致,直接影響焊球貼合精度與半導(dǎo)體器件長期使用可靠性。傳統(tǒng)接觸式檢測(cè)方式易損傷微型焊球與薄型基材,無法滿足微變形高精度檢測(cè)需求,目前行業(yè)主流采用白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI)實(shí)現(xiàn)非接觸式缺陷精準(zhǔn)判定。

白光干涉儀依托低相干干涉層析技術(shù),搭配Z軸高精度掃描模塊,具備納米級(jí)垂直分辨率檢測(cè)能力,可全域重構(gòu)基板三維形貌(3D Morphology),精準(zhǔn)捕捉基板翹曲、凹凸等微小形變?nèi)毕荨?jù)公開制程檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示,基板形變高發(fā)于回流焊接、模塑固化兩大核心工序,封裝基材與銅箔線路層因熱膨脹系數(shù)(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)失配,持續(xù)產(chǎn)生殘余應(yīng)力并釋放,最終導(dǎo)致基板平面度超出JEDEC行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)閾值。

實(shí)測(cè)檢測(cè)結(jié)果可溯源證實(shí),平面度形變超標(biāo)的基板會(huì)出現(xiàn)焊球共面性(Coplanarity)偏差大幅增大的問題,封裝應(yīng)力集中于基板基材與銅箔線路層界面,極易引發(fā)虛焊、焊球斷裂、封裝分層等持續(xù)性失效問題。相較于傳統(tǒng)陰影莫爾檢測(cè)法,白光干涉儀可精準(zhǔn)量化應(yīng)力形變區(qū)域、定位缺陷根源,現(xiàn)已成熟應(yīng)用于BGA封裝精密品質(zhì)管控,為封裝溫控曲線優(yōu)化、基材選型、應(yīng)力釋放工藝迭代提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐,有效提升封裝良率與器件可靠性。

BGA封裝典型應(yīng)用圖示及說明(半導(dǎo)體專屬)

新啟航BGA陣列高度檢測(cè)圖像,可精準(zhǔn)呈現(xiàn)BGA陣列三維形貌(3D Morphology),支撐BGA陣列高度一致性(Height Uniformity)檢測(cè),為焊球焊接質(zhì)量管控提供核心數(shù)據(jù)支撐。


BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷

(圖片1:BGA陣列的高度一致性)


BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷

(圖片2:去除BGA后,PCB基板的形變翹曲高度圖)


BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷

(圖片3:去除PCB基板,測(cè)量BGA植絨球的共面度)


BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷

設(shè)備可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)BGA植絨球共面度數(shù)據(jù),智能分析異常點(diǎn)位,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精準(zhǔn)質(zhì)檢。

大視野3D白光干涉儀

大視野3D白光干涉儀突破傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備局限,重構(gòu)球柵陣列封裝(Ball Grid Array, BGA)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備依托核心光學(xué)創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)納米級(jí)(Nanoscale)全場景精密測(cè)量,兼顧檢測(cè)效率與測(cè)量精度,全面適配BGA封裝全流程檢測(cè)需求,樹立工業(yè)精密測(cè)量(Industrial Precision Measurement)新標(biāo)桿,可為半導(dǎo)體(Semiconductor)BGA封裝、精密光學(xué)部件及各類精密工件檢測(cè)提供完整技術(shù)支撐。


BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷

一、大視野+高精度,打破行業(yè)常規(guī)檢測(cè)壁壘

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(cè)視野,搭配可兼容4個(gè)物鏡的轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)(Turret Design),單設(shè)備即可兼顧全域大視野觀測(cè)與單點(diǎn)納米級(jí)高精度測(cè)量,徹底解決傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備“全域覆蓋”與“精細(xì)測(cè)量”無法兼容的行業(yè)痛點(diǎn),無需切換設(shè)備,顯著提升檢測(cè)效率與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度(Data Accuracy)。


BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷

設(shè)備可精準(zhǔn)實(shí)測(cè)工件端面平面度(Flatness),嚴(yán)格把控BGA封裝部件平面精度,為半導(dǎo)體BGA封裝、精密光學(xué)部件后續(xù)加工與檢測(cè)提供精準(zhǔn)基準(zhǔn)。公開實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,設(shè)備檢測(cè)精度可達(dá)6pm(0.006nm),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(cè)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。


BGA 封裝基板 (Package Substrate)平面度形變超標(biāo),白光干涉儀判定封裝應(yīng)力 (Packaging Stress) 缺陷

新啟航半導(dǎo)體|專業(yè)白光干涉 3D 輪廓測(cè)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(cè)量場景。

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