X-ray影像穿透式X-Ray影像檢測系統-BGA檢測應用

BGA是一項相當成熟的技術，不管是用在IC的封裝技術還是SMT的BGA制程上，都算是非常普遍的一種方式，X-Ray、AOI、滲透染紅、切片，其中X-Ray就是屬於穿透式的非破壞性檢測技術，它的原理是利用X-Ray照射在樣品中，而樣品會依據吸收X-Ray的能量差異呈現在檢測器中會有不同的灰階程度，如右圖(一)。透過灰階程度的差異我們可以大概瞭解BGA錫球的狀況，例如：空焊、冷焊、孔洞、錫橋…等等。

AOI是屬於光學的檢測，無法檢測內部的BGA狀況，僅能判斷最週邊的BGA狀況，而切片以及滲透染紅都屬於破壞性的測試，而X-Ray的非破壞式的檢測方式正好非常適合運用在BGA的檢測分析上，除了非破壞的特點之外，穿透式檢測、自動分析、快速檢測都是X-Ray有別於其他3種測試方法的優點，在BGA的檢測中我們時常聽到客戶反應到底該如何判斷BGA的空焊、冷焊…等等常見問題

透過圖(一)我們知道，BGA的黏著狀況可以透過灰階程度來判斷他的錫球形狀，對於空焊這類的BGA問題，我們利用圖(二)來呈現，其中最左邊是一個正常的BGA，中間的BGA測試上錫球的直徑會比較大，而右邊的可以透過斜角度的檢測看出空焊的狀況。

在判斷這些BGA時我們可以利用自動分析軟體針對BGA的位置、大小、孔洞比例去做分析，可以將不符合標準的錫球標示出來，包含錫橋的問題也可以反應出來，如左圖(三)，透過自動分析軟體快速的將不符合的錫球位置標示出來，對於user的使用來說非常方便。

以圖(三)來看左邊的BGA形成所謂的錫橋，另外有5個BGA實際的大小已經超過我們所限定的範圍，有3個BGA因為焊料不足導致X-Ray所吸收的能量比較少，所呈現出來的灰階程度就比較淺，這些都是利用自動分析的方式，而user實際只要將條件設定好，就可以透過X-Ray做快速的檢測以及自動的分析，對於用戶端的判定上也比較容易。

在X-Ray檢測的系統中，一般2D對於孔洞比例的分析是沒什麼問題，但有時候需要比較明確的看出空焊、冷焊....等等問題，有時候不容易分析，這時候可以透過斜較度的照射去分析樣品，一般的斜角度照射勢將樣品傾斜，GE的ovhm採用的是將檢測器傾斜，如圖(四)，這兩種最大的差別在於放大的倍率，當光管距離樣品越近，放大倍率越大，所以ovhm可以在高放大倍率的情況下看出傾斜(最多70∘)的樣品，在傾斜70∘所檢測出來的影像就可以清楚的看出BGA錫球與基板的接著狀況，透過這種方式就可以有效地分析出BGA的空焊…等問題。