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전자회로 실무 / 숨은 접합·검사

X선에서 BGA(Ball Grid Array) 솔더볼(solder ball)이 겹쳐 보이면 촬영 각도를 바꿔 경계를 확인합니다

X선 사진에서 BGA(Ball Grid Array) 볼과 솔더(solder)가 겹쳐 보여도 실제로 붙어 있는지는 분명하지 않을 수 있습니다. 같은 접점을 다른 각도에서도 살펴보고, 접합 여부를 판단할 추가 검사와 함께 비교합니다.

먼저 알아둘 용어

투영·BGA(Ball Grid Array) — 투영은 입체를 한 방향에서 겹쳐 본 결과입니다. BGA는 패키지(package) 바닥의 볼로 접합하므로 다른 높이의 볼과 솔더가 X선에서 한 덩어리처럼 보일 수 있습니다.

헤드인필로(head-in-pillow)·논웨트 오픈(non-wet open) — 헤드인필로는 볼과 아래 솔더가 제대로 합쳐지지 않은 접합 결함을 가리킵니다. 논웨트 오픈은 솔더가 접합면을 충분히 적시지 못해 전기적 연결이 형성되지 않는 결함입니다. X선에서 겹쳐 보이는 외관만으로 두 결함의 원인과 상태를 확정하지 않습니다.

단면·간헐 연결 — 단면은 시료를 잘라 내부 경계를 확인하는 검사로 증거 보존과 위치 선정이 필요합니다. 간헐 연결은 압력·온도 등에 따라 연결이 생겼다 사라질 수 있는 상태입니다.

관찰 방향에 따라 투영된 두 윤곽의 겹침이 달라지는 원리입니다. 물체가 실제로 떨어져 이동하는 뜻은 아닙니다. 재생 속도와 움직임의 크기는 설명을 위한 것입니다.
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관찰 방향에 따라 투영된 두 윤곽의 겹침이 달라지는 원리입니다. 물체가 실제로 떨어져 이동하는 뜻은 아닙니다. 재생 속도와 움직임의 크기는 설명을 위한 것입니다. · 그림을 클릭하면 확대됩니다.

같은 접점을 여러 방향에서 찾을 수 있게 표시합니다

의심 부품과 볼 좌표, 기판 방향을 지정합니다. 장비가 제공하는 적합한 다른 관찰 방향에서 같은 접점을 비교하고 주변의 정상 접합 및 패키지 구조와 대조합니다. 입체 구조의 높이 차이는 관찰 방향이 달라지면 다른 경계로 나타날 수 있습니다.

어떤 각도 하나면 모든 결함을 찾는다고 가정하지 않습니다. 관찰 전압·전류·배율·방향과 시료 위치를 기록하고 구조상의 차이를 결함으로 오인하지 않습니다.

닿아 있는 상태와 젖어 합쳐진 상태를 구분합니다

양쪽에 솔더가 있어도 서로 충분히 젖어 연결되지 않으면 약하거나 간헐적인 접합이 될 수 있습니다. 단순 도통, 손으로 눌렀을 때의 일시적인 정상 동작으로 접합부가 정상이라고 판정하지 않습니다.

의심 경계가 보이면 위치와 관찰 조건을 남기고 제품 요구에 맞춰 추가 X선·단면·전기 검증을 선택합니다. 파괴 단면을 만들기 전에는 정확한 위치와 다른 증거를 보존합니다.

결함을 확인한 다음 원인 가설을 대조합니다

공정 기록에서 산화와 페이스트(paste) 상태, 접합부가 내려앉는 시점과 솔더가 녹는 시점, 가열 과정, 패키지와 기판의 휨을 비교해 원인을 좁힙니다. 경계가 보인 사실만으로 그중 하나를 근본 원인으로 확정하지 않습니다. 온도를 높여 재가열한 뒤 작동했다고 원인까지 해결됐다고 기록하면 재발 가능성을 판단하기 어렵습니다.

완료 기록에는 접점 좌표, 관찰 방향, 의심 경계, 판정을 확정한 방법과 공정 확인 결과를 남깁니다. “X선 검사 완료”라는 한 줄보다 검사 범위와 근거가 중요합니다.

작업 순서를 다시 확인합니다

X선에서 BGA 솔더볼이 겹쳐 보이면 촬영 각도를 바꿔 경계를 확인합니다 — 설명용 도해
X선에서 BGA 솔더볼이 겹쳐 보이면 촬영 각도를 바꿔 경계를 확인합니다 — 설명용 도해 · 클릭하면 확대됩니다.