一,、品質(zhì)檢查
（一）X-ray撿查
組裝后利用X-ray可看到BGA腹底隱藏銲點的搭橋,、開路,、銲料不足,、銲料過量,、掉球,、失淮,、爆米花,，以及最常出現(xiàn)的空洞等缺失。下表為各種檢驗手法可實施的場合及功效,。
（二）掃描式超聲波顯微術(shù)
完工的組裝板可利用SAM掃瞄檢查各種內(nèi)在隱藏情況,，封裝業(yè)系用以偵測各種內(nèi)藏的空洞與分層。本SAM法又可分為A〈點狀）,、B〈線狀）,、C〈面狀）等三種掃瞄成像方式，以C-SAM面狀掃瞄者最常用,。
左圖為SAM原理簡示圖,；右圖為編者所補充之C-SAM攝影畫面
圖1、左圖為SAM原理簡示圖,；右圖為編者所補充之C-SAM攝影畫面,。
（三）側(cè)視顏樣銳法
法可針對侷限死角區(qū)域的微小事物，進行光學放大之側(cè)向目視檢查,。BGA的球腳焊接情況即可用以檢查外圈情況,。本法是利用稜鏡旋轉(zhuǎn)90°式的鏡頭聚焦，再搭配高解析度的CCD以傳送畫面,。倍率在50X到200X之間,，還可實施正光與背光觀察,。可見到銲點情況有：總體外觀,、吃錫情形,、銲點形狀、銲點表面花紋,、助焊劑殘渣等各種缺點,。但此法對BGA的內(nèi)球卻看不到，需利用極細的光纖管內(nèi)視鏡伸入腹內(nèi)去直接觀察,。然而理念雖好卻并不務實,，不但昂貴而且容易折斷。
此為PCBA板放大鏡之沿邊擷取畫面之情形
圖2,、左為側(cè)視放大鏡之沿邊擷取畫面之情形,，右為光纖管式內(nèi)視放大儀伸入腹底直接觀察之眞實情形。
左圖為側(cè)視顯微鏡之外圍球腳放大畫面,；右圖為編者所另補加之高鉛非矮化球腳完成焊接之畫面
圖3,、左圖為側(cè)視顯微鏡之外圍球腳放大畫面；右圖為編者所另補加之高鉛非矮化球腳完成焊接之畫面,。
（四）螺絲起子測強法
利用特殊起子轉(zhuǎn)動時所發(fā)生的扭力矩,，去頂起并撕裂銲點，以觀察其強度如何,。此法雖可找出銲點浮離、介面分裂,、或銲體開裂等缺失,，但對薄板卻效果不佳。
此圖說明利用簡單之手工具去檢測銲點強度
圖4,、此圖說明利用簡單之手工具去檢測銲點強度,。
（五）微切片法
本法不但需要切樣製備的各種設施，而且更需要精密的技巧與豐富的判讀知識,，才能以破壞式的做法,，追根究底找出眞正問題之所在。
（六）滲入染色法（俗稱紅墨水法）
將試樣浸入已稀釋的專用紅色染料溶液中,，于是各種銲點的裂縫與小洞即遭其毛細式的滲入,，隨后即予以烤乾。當各試驗球腳被強力拉開或撬開后,，即可檢查斷面上有無紅斑,，而看出銲點的完整性如何？本法又稱為Dye and Pry,，其染液也可用螢光染料另行配製,，于紫外光環(huán)境中將更容易看清楚眞相,。
此二圖說明某BGA之角球焊點是否已發(fā)生裂紋之證據(jù)
圖5、此二圖說明某BGA之角球焊點是否已發(fā)生裂紋之證據(jù),。
二,、球腳空洞及其他缺點
（一）銲點空洞的成因
各種SMT錫膏所形成的銲點，都免不了會出現(xiàn)大小多寡不等的空洞,，尤其以BGA/CSP球腳類銲點的空洞更多,，且進入高熱量的無鉛焊接后，其空洞的趨勢更是火上澆油,，惡劣程度自必遠甚于前,。追究其成因約可歸數(shù)類于后：
(1)有機物料：錫膏中含有機物約10-12% by wt，其中又以較多的助焊劑影響最大,，各種助焊劑的裂解發(fā)氣程度不同,，應選用發(fā)氣率較少者為上策。其次是高熱中的助焊劑會附著在銲料表面的氧化物上,，故能快速除去氧化物者即可減少空洞的生成,。由于無鉛焊錫性并不好，也將使得空洞更形惡化,。
(2)銲料：熔融銲料與清潔待焊面接觸時,，會立即生成IMC而焊牢。但此反應將受到銲料表面張力大小的影響,，表面張力較大者其內(nèi)聚力也大,，于是向外擴張所需的附著力或流動性均將變差。因而使得表面張力較大的SAC305其錫膏銲點中有機物或氣泡等,，就不容逸出銲體之外,，而只能被拘留在體內(nèi)成為空洞。一且一旦錫球熔點低于錫膏時,，則空洞會不斷浮入球中而聚集變多,，下二圖即為其想法之圖示說明
右圖當錫球先熔而錫膏后熔時，則形成的氣泡就會浮入球體之中
圖6,、右圖當錫球先熔而錫膏后熔時,，則形成的氣泡就會浮入球體之中。
(3)表面處理：凡墊面處理皮膜容易沾錫者,，其空洞即會減少,， 否則縮錫或拒焊等處，都將引發(fā)氣泡的聚集而成大洞,。至于容易造成銲點開裂的介面微洞,，則以浸鎮(zhèn)銀兩者較常發(fā)生。浸銀表面有一層透明的有機薄膜,，可用以防止銀變色,；由于焊接中銀層會迅速溶于液錫中形成Ag3Sn5的IMC,。剩下的有機膜在強熱中不免會裂解而成為微洞，特稱為"香檳泡抹",，故知銀層不宜太厚而以0.2μm以下較佳,。OSP太厚時也會產(chǎn)生介面微洞，其皮膜不可超過0.4 μm,。
左為編者所切到球腳的大型空洞,，右為PCB浸銀墊面發(fā)生的介面微洞
圖7、左為編者所切到球腳的大型空洞,，右為PCB浸銀墊面發(fā)生的介面微洞
此圖為香檳泡抹
圖8,、浸鍍銀是在酸性槽液之銅面上，以置換方式產(chǎn)生的皮膜,。為了同時完成防變色的功能起見,，外表又附著一層有機分子的薄膜，使得銀面不致過份劣化而影響到焊錫性,。后續(xù)焊接反應中銀份會迅速溶入液鍚形成Ag3Sn5的片狀IMC,，介面上所留下的有機膜一旦遭遇強熱，很可能就會裂解成為眾多的小空洞,，特稱為"香檳泡抹",。
(4)有時焊墊面積較大者則也較易發(fā)生空洞或微洞，此時可採分裂法加入數(shù)道出氣的溝渠,，或印上綠漆十字線,，方便使氣體逸出而避免空洞。至于微盲孔造成的空洞,，當然以電鍍銅塡孔為最佳的選擇了 ,。其他避免錫膏吸水，杜絕銅面過份粗糙或有機殘膜等,，也都是減少空洞的有效做法。
（二）空洞允收規(guī)格
球腳空洞太多時將影響其導電與傳熱,，而且銲點可靠度也不好,。下表其俯視剖面空洞直徑所占球徑之允收度上限為25%，此25%之直徑約等于總接觸面積之6%,，且大小空洞須合併計算,。球腳與載板或電路板上下兩種焊墊之介面空洞，實際上才是開裂之主因,。
此圖為電路板空洞示意圖
圖9,、左圖說明空洞直徑不可超過俯視球徑的25%。中圖說明空洞直徑若占球徑之35%時,，約等于所占墊面之12%面積比例,。右圖為新型X-Ray儀器搭配特殊軟體,，而可測到球徑、空洞面積與單一大洞等數(shù)據(jù),。
（三）空洞分類
BGA空洞按其位置與來源可分為5類,，憑良心講上列表圖對空洞之分類堪稱十分粗糙，將來勢必還會再修正,。
（四）搭橋
球腳之間搭橋短路的原因可能有：錫膏印刷不良,、元器件放置不正確、放置后又再進行手動調(diào)整,，或熔焊中濺錫所致,。而Open的原因有錫膏印刷不良、放置后又加以調(diào)動,，共面性不良,，或板面焊墊之焊錫性不良等。
（五）冷彈
Cold Solder之主要原因是：熱量不足所致,，其銲料與被焊面之間并未形成IMC,，或IMC之數(shù)量與厚度不足，以致未能展現(xiàn)有力之強度,。此種缺點只能用光學顯微鏡與微切片去仔細檢查,。
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