相信很多人一直都有個(gè)疑問(wèn)，要如何判斷BGA掉落是來(lái)自于SMT工廠(chǎng)的制程所造成的不良？ 還是因為電路板的制程缺陷引起？ 或是設計上的問(wèn)題？ 很多設計者只要一碰到BGA零件掉落的問(wèn)題，往往一口咬定就是制造端焊接不良造成，讓很多任務(wù)廠(chǎng)端的工程師百口莫辯。

在真正分析問(wèn)題之前，有必要先了解問(wèn)題發(fā)生的環(huán)境狀況，因為在不同狀況下所發(fā)生的相同不良現象，往往可能來(lái)自不同的真因(Root Cause)，一般BGA會(huì )掉落通常是發(fā)生在產(chǎn)品摔落測試的時(shí)候，或是客戶(hù)使用不小心從高處跌落，如果在沒(méi)有外力施加其上就會(huì )掉落，那幾乎可以很肯定99%是產(chǎn)品或零件的制造過(guò)程有問(wèn)題，一般不外乎空、 假焊或零件焊接面氧化造成，ENIG表面處理的板子也有可能含磷量太多所造成的黑墊現象(Black Pad)。

其次要了解問(wèn)題的本質(zhì)，先想想在正常請況下，零件究竟會(huì )從那個(gè)斷面破裂掉落呢？ 當然是從其最脆弱的地方破裂啰，那如果是SMT的reflow焊接沒(méi)有焊好，那就應該會(huì )斷裂在BGA的錫球(ball)與電路板的焊墊之間，當然會(huì )發(fā)生在這個(gè)地方的斷裂，也有可能是BGA的錫球氧化，或電路板的焊墊氧化所造成；如果是焊墊的設計太小致無(wú)法承受太大的落下沖擊力時(shí)，就會(huì )造成電路板上的焊墊被拉扯下來(lái)的現象，其實(shí)這種現象也有可能是PCB 廠(chǎng)商壓合不好造成；另外也有可能是錫球內有太多的氣泡(voids)，造成錫球的強度不足而斷裂在錫球的中間。

就因為BGA掉落有種種的可能原因，所以我們在分析這樣的問(wèn)題時(shí)，最好要同時(shí)檢查電路板與BGA的零件面，以確認它的斷裂面位于何處，還要檢查其斷裂面的形狀以判斷是外力的強力拉扯或是焊接不良造成，所以得準備高倍顯微鏡，有必要的話(huà)還得準備SEM/EDA(Scanning Electron Microscope/Energy-Dispersive X-Ray spectroscopy)來(lái)分析斷裂面的元素組成成份。

檢查BGA掉落時(shí)應該以相對應的單顆錫球及焊墊為單位，而且要同時(shí)檢查 BGA 的錫球與 PCB 的焊墊，這樣才能得到完整得答案。

可以先檢查BGA的斷裂面，看看錫球是否還留在BGA上面，沒(méi)有意外的話(huà)錫球應該都會(huì )留在BGA上面，如果錫球不在BGA上面，那就有可能是BGA零件本身的錫球焊錫不良。

如果BGA的錫球完好，再檢查錫球(Solder ball)的斷裂面有否出現粗糙凹凸不平的現象，有的話(huà)表示錫球的吃錫良好，斷裂應該是外力撞擊所造成。 如果斷裂的錫面很光滑，還呈現出圓弧狀，那就很有可能是假焊(Non-Wetting)或是冷焊(Cool Solder)，想對的 PCB 焊墊上的焊錫面應該也會(huì )呈現出光滑的圓弧狀。

如果斷裂面是發(fā)生在錫球的中間，那就要檢查看看斷裂面有無(wú)部份內凹的光滑面，這通常代表著(zhù)錫球內有氣泡產(chǎn)生，氣泡也是造成焊錫斷裂的可能原因之一，就像是中空的梁柱一樣，其支撐力就會(huì )減弱。 錫球會(huì )產(chǎn)生氣泡的原因很多，一部分是reflow的profile沒(méi)有調整好，還有一部份是來(lái)自白目的設計者，硬是要把通孔設計在焊墊上，因為他們只在乎這樣可以節省空間，殊不知這樣會(huì )嚴重造成焊接不良、少錫、氣泡.. 等后果，然后要制造端買(mǎi)單。

最后一個(gè)斷裂點(diǎn)是 PCB 的焊墊被拉扯下來(lái)，也就是說(shuō)焊墊與 PCB 的連接處變成最脆弱的地方，會(huì )發(fā)生這樣的原因一般可能來(lái)自 PCB 的焊墊設計太小，或是PCB的壓合強度不足造成，也有可能是因為PCB的反復高溫維修，弱化了結合強度，如果問(wèn)題是來(lái)自前項，解決的方法可以加大焊墊的尺寸，另外還可以用綠漆(solder mask)把焊墊的外圈覆蓋起來(lái)， 這樣也可以補強焊墊的強度；在所有方法都試過(guò)還不能解決問(wèn)題后，再來(lái)考慮 underfill(底部填膠)吧，因為underfill真的很麻煩，不但要在reflow之后先完成測試增加填膠及烘烤的動(dòng)作，維修起來(lái)也不方便。