BGA 芯片 焊球高度 (Solder Ball Height)異常,白光干涉儀檢測(cè)排查芯片封裝 (Chip Packaging) 制程故障
發(fā)布時(shí)間:
2026-07-22
作者:
新啟航半導(dǎo)體有限公司

BGA(Ball Grid Array,球柵陣列)封裝依托陣列焊球?qū)崿F(xiàn)芯片電氣互連,焊球高度(Solder Ball Height)一致性是決定SMT回流焊接品質(zhì)的核心指標(biāo)。量產(chǎn)過程中,焊球高度超差會(huì)直接造成器件共面度不良,進(jìn)而引發(fā)下游虛焊、焊點(diǎn)應(yīng)力不均、高速信號(hào)阻抗波動(dòng)等失效問題。傳統(tǒng)接觸式探針測(cè)量易損傷微型焊球,二維光學(xué)檢測(cè)設(shè)備無法獲取全域三維數(shù)據(jù),難以精準(zhǔn)定位封裝制程故障根源。

白光干涉儀(White Light Interferometer, WLI)基于低相干干涉原理,采用非接觸無損檢測(cè)模式,軸向測(cè)量分辨率可達(dá)納米級(jí)。設(shè)備可通過單次掃描完成焊球陣列三維形貌(3D Morphology)重構(gòu),自動(dòng)提取單顆焊球頂點(diǎn)高度、計(jì)算陣列高度極差,輸出3D云圖標(biāo)注異常點(diǎn)位,量測(cè)數(shù)據(jù)可全程追溯,是當(dāng)前芯片封裝(Chip Packaging)失效排查的標(biāo)準(zhǔn)化精密檢測(cè)設(shè)備(數(shù)據(jù)源自設(shè)備原廠公開技術(shù)手冊(cè)及行業(yè)公開檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn))。

通過檢測(cè)數(shù)據(jù)可精準(zhǔn)梳理不良品分布規(guī)律,定向定位制程隱患:局部區(qū)域焊球高度偏低,主要?dú)w因于植球鋼網(wǎng)堵塞、助焊劑涂布不均;整板呈現(xiàn)中間低、四周高的馬鞍形高度偏差,核心誘因是封裝基板(Substrate)熱翹曲;批量焊球高度離散度超標(biāo),多與回流(Reflow)溫區(qū)曲線參數(shù)異常、焊球原料尺寸公差過大相關(guān)。

結(jié)合白光干涉儀量測(cè)結(jié)果,針對(duì)性優(yōu)化芯片封裝制程,調(diào)整植球印刷參數(shù)、修正回流升溫速率、優(yōu)化基板支撐平整度,可有效改善焊球高度異常問題。行業(yè)實(shí)踐驗(yàn)證,白光干涉三維檢測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)缺陷前置識(shí)別,大幅縮短制程故障定位周期,穩(wěn)定BGA封裝成品良率。

BGA封裝典型應(yīng)用圖示及說明(半導(dǎo)體專屬)

新啟航BGA陣列高度檢測(cè)圖,可精準(zhǔn)呈現(xiàn)BGA陣列三維形貌(3D Morphology),高效完成BGA封裝高度一致性(Height Uniformity)檢測(cè),為焊球焊接質(zhì)量全流程把控提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。


BGA 芯片  焊球高度 (Solder Ball Height)異常,白光干涉儀檢測(cè)排查芯片封裝 (Chip Packaging) 制程故障

(圖片1:BGA陣列的高度一致性檢測(cè)效果圖)


BGA 芯片  焊球高度 (Solder Ball Height)異常,白光干涉儀檢測(cè)排查芯片封裝 (Chip Packaging) 制程故障

(圖片2:去除BGA后,PCB基板的形變翹曲高度檢測(cè)圖)


BGA 芯片  焊球高度 (Solder Ball Height)異常,白光干涉儀檢測(cè)排查芯片封裝 (Chip Packaging) 制程故障

(圖片3:去除PCB基板,BGA植球共面度檢測(cè)效果圖)


BGA 芯片  焊球高度 (Solder Ball Height)異常,白光干涉儀檢測(cè)排查芯片封裝 (Chip Packaging) 制程故障

設(shè)備可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)BGA植球共面度數(shù)據(jù),智能分析標(biāo)記異常點(diǎn)位,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)化輸出、故障可視化定位。

大視野3D白光干涉儀

突破傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備技術(shù)局限,重構(gòu)球柵陣列封裝(Ball Grid Array, BGA)檢測(cè)新標(biāo)準(zhǔn)!大視野3D白光干涉儀依托核心創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)納米級(jí)(Nanoscale)全場(chǎng)景精密測(cè)量,兼顧檢測(cè)效率與測(cè)量精度,適配BGA封裝全流程檢測(cè)需求,樹立工業(yè)精密測(cè)量(Industrial Precision Measurement)全新標(biāo)準(zhǔn),為半導(dǎo)體(Semiconductor)BGA封裝、精密光學(xué)部件及各類精密構(gòu)件檢測(cè)提供全方位技術(shù)支撐。


BGA 芯片  焊球高度 (Solder Ball Height)異常,白光干涉儀檢測(cè)排查芯片封裝 (Chip Packaging) 制程故障

一、大視野+高精度,打破行業(yè)檢測(cè)壁壘

設(shè)備搭載0.6倍輕量化專用鏡頭,實(shí)現(xiàn)15mm超大單幅檢測(cè)視野,搭配可兼容4個(gè)物鏡的轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(Turret Design),單設(shè)備即可兼顧全域陣列觀測(cè)與單顆焊球高精度檢測(cè),無需搭配多臺(tái)設(shè)備、無需頻繁切換檢測(cè)模式,有效提升檢測(cè)效率與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度(Data Accuracy),解決行業(yè)BGA檢測(cè)“全域覆蓋與精細(xì)測(cè)量無法兼顧”的核心痛點(diǎn)。


BGA 芯片  焊球高度 (Solder Ball Height)異常,白光干涉儀檢測(cè)排查芯片封裝 (Chip Packaging) 制程故障

設(shè)備可精準(zhǔn)實(shí)測(cè)構(gòu)件端面平面度(Flatness),嚴(yán)格把控BGA封裝部件平面精度,為半導(dǎo)體BGA封裝、精密光學(xué)部件后續(xù)加工及檢測(cè)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)基準(zhǔn)。設(shè)備實(shí)測(cè)表面粗糙度(Surface Roughness, Ra/Rz)精度可達(dá)6nm,滿足半導(dǎo)體BGA焊球、芯片封裝面的超精密測(cè)量需求,適配高端半導(dǎo)體封裝量產(chǎn)質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)。


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整體解決方案

新啟航半導(dǎo)體|專業(yè)白光干涉 3D 輪廓測(cè)量方案。亞納米精度保障,支持自動(dòng)化定制;高端系列對(duì)標(biāo)國際一線品牌,大視野設(shè)計(jì),輕松應(yīng)對(duì)高低反射、復(fù)雜材料測(cè)量場(chǎng)景。

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