PCBA大讲堂：BGA切片后如何判断焊接品质

这篇文章基本上是写给那些还不知道如何判断切片后的BGA吃锡好坏的朋友参考用的。因为手边刚好有几张自己家产品切片后的BGA焊锡照片，刚好可以拿来做为教材之用，而且还有很典型的双球(HIP, Head-In-Pillow)以及锡球被拉扯的照片。

通常拿到一张BGA的切片照片时，第一个要判断的就是那一边属于BGA的封装面，那一边又是属于电路板组装面。对于这个问题，我的方法是从铜箔的厚度来做判断，铜箔比较厚的那一面通常是电路板组装面，因为BGA封装的载板通常都比电子组装的电路板来得薄，所以会选用比较薄的铜箔厚度。

其次是如果已经可以明显看到双球现象时（如下图为典型的HIP假冷焊缺点），球体比较大的那一面通常是载板上原来的锡球，因为BGA锡球的体积已经过一次Reflow，而印刷在PCB上的锡膏经过一次Reflow助焊剂挥发后剩下的体积就只有原来的一半了，所以BGA面的球体通常比较大。至于焊垫(焊盘)大小则不一定了，要看自家PCB布线设计时有没有坚持设计成【Cooper Define Pad Design（铜箔独立焊垫设计）】。

接着判断BGA焊接的好坏，下图可以很清楚看出典型【双球(HIP)】焊接问题，不了解的朋友可以点击【HIP(Head-in-Pillow 枕头效应)】连结做进一步探讨，应该有99%的HIP都发生在BGA的四周最外面一排的锡球上，原因也几乎都是BGA载板或PCB经Reflow时发生变形翘曲，等板子回温后变形变小，但熔融的锡已经冷却，于是形成双球靠在一起的模样。HIP就是严重的BGA焊锡不良，它很容易通过工厂内的测试程序流到客户的手上，可是使用一段时间后产品就会因为出现问题而被送回来修理。

第二种BGA焊锡不良是界于HIP与正常焊锡之间的锡球，知道怎么判断那一面是PCB端了吧？从下图看来BGA锡球与PCB上的锡膏已经完全熔融在一起了，因为看不到双球，可是整个锡球却有被上下拉长且几乎断裂的迹象，观察 PCB面的焊锡也可以发现锡球与PCB焊垫接触的面积变小了，而且还出现不蟳长的角度，这是因为锡球被整个往上拉开的缘故。这种焊锡断裂应该只是早晚的问题，客户端应该使用时的振动或是开关机过程的热胀冷缩，都会加速其断裂。 

下面这张图的BGA锡球焊接算还可以接受，球形也有压扁形成水平椭圆形的焊锡，但还是看得出来靠近PCB端的锡球还是有点被拉开的情形。 

其实比较好的锡球焊接形状应该要像下面这张图片一样，锡球类似一个「灯笼型」，锡球覆盖在整个PCB焊垫上。不过有时候焊垫会设计成绿油覆盖，形状就会比较像上面那张图了。