球柵陣列(BGA)

球柵陣列生產與品質控制的光學檢測。精確凸點高度檢測、BGA變形檢測、晶片與焊球尖端平整度測試。

印刷電路板與球柵陣列的光學檢測

印刷電路板(PCB)及其元件(如積體電路(IC)或球柵陣列(BGA))的可靠性,會因每項設計與所安裝半導體元件的選用而有所差異。針對各類型與系列的PCB設計,理想情況下應在製造過程中實施自動化的製程品質控制與檢測。

此外,在客戶端為檢測「到貨即損」問題(例如運輸過程中因薄弱點斷裂所致),品質控制方法亦屬流程環節。TopMap 光學3D表面測量技術可快速掃描樣品全表面,具備奈米級解析度,能單次成像提供PCB、IC及BGA的區域地形數據。

球柵陣列封裝類型

回顧半導體封裝的發展歷程,最初出現的是DIP(雙列直插式封裝),隨後發展出QFP(四邊扁平封裝)或QFN(四邊扁平無引腳封裝),而BGA(球柵陣列)作為最主流的封裝技術之一,推動了引腳數量的持續提升。BGA技術已在智慧型手機、平板電腦、主機板及數位相機等消費性電子產品中廣泛應用。 相較於DIP與QFP封裝:BGA具備更多I/O連接點與更短的連接器,從而提升效能與傳輸速度。凸點材料通常採用SnPb(錫鉛)、SnAgCu(錫銀銅)、SnIn(錫銦)或SnBi(錫鉍)合金,凸點直徑通常達90-400微米,凸點間距約為0.1至2毫米。

透過光學表面測量技術測量之球柵陣列間距的三維輪廓
大視野測量與BGA拓撲圖拼接
大視野球柵陣列(BGA)凸點面積測量
球柵陣列(BGA)凸點的3D測量

BGA製造中的典型失效與缺陷

在製造球柵陣列(BGA)時,例如採用倒裝晶片技術——該技術透過對基板施加熱能與壓力來建立連接——若間距過大或凸點尺寸過小或過大,便可能產生典型的製造誤差或缺陷。 PolytecTopMap surface轮廓仪系列產品是理想的量測解決方案,可透過光學與非接觸方式進行面積測量及檢測,涵蓋領域包括:- 球體高度/凸點高度- 同平面度- 晶片平整度與晶片反曲- BGA球體平整度適用於整體BGA間距的光學檢測,或專注於純粹球體尖端的形狀分析。

BGA與凸點高度測量之典型製造問題
典型BGA製造問題與光學檢測解決方案
球柵陣列最大高度測量作為合格/不合格分析

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BGA製造中的典型失效與缺陷

在製造球柵陣列(BGA)時,例如採用倒裝晶片技術——該技術透過對基板施加熱能與壓力來建立連接——若間距過大或凸點尺寸過小或過大,便可能產生典型的製造誤差或缺陷。 PolytecTopMap surface轮廓仪系列產品是理想的量測解決方案,可透過光學與非接觸方式進行面積測量及檢測,涵蓋領域包括:- 球體高度/凸點高度- 同平面度- 晶片平整度與晶片反曲- BGA球體平整度適用於整體BGA間距的光學檢測,或專注於純粹球體尖端的形狀分析。

典型製造表面品質控制解決方案適用於BGA球柵陣列針腳
採用減去BGA引腳的球柵陣列反翹測量
球柵陣列與扣除反翹變形後的提取BGA引腳測量

3D輪廓測量作為球柵陣列的品質檢測

轮廓仪採用3D光學輪廓儀進行平面與非接觸式特性分析,可成為強大的品質控制工具:適用於電子元件表面輪廓測量、印刷電路板檢測(PCB測試)、焊錫凸點檢測、球柵陣列平整度測量,以及PCB製造過程中的合格/不合格分析與製程故障排除。 透過提供對PCB與電子產品生產流程的寶貴反饋,光學輪廓測量可成為電子及微電子品質控制流程中高效的關鍵環節。通常,更先進複雜的PCB採用分層設計與應用,這可能需要 層厚測量 及多層辨識需求。Polytec的光學檢測解決方案在此領域開創全新境界,將層厚作為關鍵品質指標進行量測。

若需進行PCB失效分析特性化、非接觸式BGA平面度檢測、免費可行性研究或首件樣品報告,歡迎聯繫我們。

相關應用與測量任務

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