BGA焊点气泡的分布与原因

BGA焊点内存在气泡是一种普遍并且难以避免的现象。气泡的位置可分为靠近BGA组建基板的组件层，靠近PCB基板的焊盘层及焊点的中间层。三层中的任意一层都可能产生气泡。 造成BGA气泡缺陷最主要的原因是温度曲线设计不合理。当BGA焊点和焊膏在回流焊过程中熔化时存在于焊料中的空气和具有较强挥发性的助焊剂挥发的气体易形成气泡。 焊点气泡是锡膏中焊剂残留和焊接面杂质在焊点融化时未排除焊点而存储于其中形成的。气泡过大不仅会导致焊点强度的降低，还会使得锡球体积变大，加大短路的几率，即使不形成短路等缺陷，也可能影响电气连接。IPC标准已经明确规定了X射线影响区内任何焊料球的空洞大于25%视为缺陷。 除锡膏之外导致产生气泡的情形主要分为以下三类： 1）在厂内新机种试产阶段，试产阶段炉温没有优化，气泡超出规定范围是一个比较凸显的问题，通常是温度过高所致，通过对炉温曲线等参数进行调整可改善； 2）由于某些产品的PCBA尺寸大，板比较厚（例如服务器PCB),同时元件尺寸差异性也比较大，为了满足大元件的焊接条件，必须选择较高峰值温度的炉温曲线，最终导致部分小元件气泡过大； 3）主要是由于BGA材质与锡膏合金成分之间的差异所致。 BGA内外部的温差会导致元件四个角落以及边缘比内部的气泡率大；BGA锡球与锡膏熔融时产生的时间差也会对气泡率的大小产生影响。

什么是BGA BGA的全称Ball Grid Array(焊球阵列封装),它是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与印刷线路板(PCB)互接.采用该项技术封装的器件是一种表面贴装器件.

什么是PCB? PCB=printed circuit board;中文名称为印刷电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电器连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷"电路板。

什么是PCBA？ PCBA=assembly of PCB。将各种电子器件通过表面封装工艺组装在线路板上。接下来是box assembly,即将组装好的PCB同外壳等组装起来，形成成品。也就是说PCB空板经过SMT上件，再经过DIP插件的整个制程，简称PCBA。这是国内常用的一种写法，而在欧美的标准写法是PCB‘A,是加了斜点的。PCBA，就是贴了片的PCB. PCB与PCBA有什么区别？ PCB指的是线路板，而PCBA指的是线路板插件组装，SMT制程。 一种是成品板，一种是裸板 PCB（printed Circuit Board)称为"印刷电路板",由环氧树脂材料制成，按其信号层数的不同分为4，6，8层板，以4，6层板最为常见。芯片等贴片元件就贴在PCB上。 PCBA可能理解为成品线路板，也就线路板上的工序都完成了后才能算PCBA. PCB(Printed Circuit Board)印刷线路板的简称，通常把在绝缘材上，按预定设计，制程印制线路、印刷元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。标准的PCB上头没有零件，也常被称为“印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)".

X射线源 1901年12月10日，第一届诺贝尔物理学奖被授予德国物理学家伦琴，以表彰他发现了X射线（后人称之为“伦琴射线”）。当时，科学家发现，如果在一根玻璃管的两端密封上正负两个电极，并加上高电压。当玻璃管中的空气被抽空时，正极那一头的玻璃管壁上会发出漂亮的光辉。当时认为，是阴极发射的“阴极射线”（后来被证实是电子流）打到玻璃管壁上，使它发出光辉来。于是，将这种抽真空的管子被称为“阴极射线管”。1895年11月初的一个晚上，为了防止外界对阴极射线的影响，同时也不让阴极射线与可见光线漏出管外，他用黑纸把放电管包的严严实实，实验室也用窗帘密封成暗室。就在这黑暗的环境中做实验时，伦琴意外地线1米以外的荧光屏竟发出了微弱的荧光，这一现象使他十分惊奇。因为当时已查明阴极射线在空气中只能穿过几厘米，而现在即使把荧光屏移到2米开外，它仍能发出荧光。很显然，这阴极射线管发射出的除了阴极射线外，还有别的东西。 X光机电源是X光机的关键部件，一种比较精密的高压电源，其可分为高压电源和灯丝电源两部分，其中灯丝电源用于为X光管的灯丝加热，高压电源的高压输出端分别加在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压的电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，当高速电子流撞击原子和外围轨道上电子，使之游离且释放出能量，就产生了X光。 焊点的钎料对X射线的吸收与其他材料相比有明显的不用。通常，当X射线投射到铅锡焊料的时候，大部分被吸收，在所获取的图像中会形成一个阴影，阴影的颜色较深，其他的颜色较浅，于是可以利用这个特征来检测BGA焊点的内部缺陷。利用图像增强器，X射线被转化为可见光，最后被CCD采集，存储为256级灰度图像。