摘要

球柵陣列封裝（BGA, Ball Grid Array）焊球共面度（Coplanarity）超差是表面貼裝技術（SMT, Surface Mount Technology）組裝制程典型失效誘因。裝配受力失衡會加劇印制電路板（PCB, Printed Circuit Board）翹曲變形（Warpage）。行業可采用白光干涉儀（WLI, White Light Interferometer）實現三維無損定量檢測。

1 失效機理

依據IPC-7095D、JEDEC JESD22-B108公開行業規范，常規BGA器件共面度公差上限為150μm，細間距精密BGA器件共面度公差嚴格控制在15–25μm區間。當BGA焊球高低差值超出標準公差范圍時，回流焊工序產生的熱應力（Thermal Stress）會集中于局部焊點，不均勻載荷持續拉扯PCB基材，引發基板弓形形變（Bow）、扭曲形變（Twist）等結構性問題。

同時，PCB變形會反向加劇BGA焊點接觸不良，進而形成虛焊、焊盤坑裂（Pad Cratering）等閉環連鎖缺陷，大幅降低PCBA組裝良率。傳統塞尺檢測、二維光學檢測僅可捕捉PCB宏觀形變特征，無法同步精準量化單顆焊球高度差與PCB微觀翹曲數據，存在檢測精度不足、溯源性差的行業痛點。

2 白光干涉儀測量方案

本方案依托白光干涉儀低相干干涉層析核心技術，設備搭載壓電陶瓷（PZT）Z軸掃描模塊，垂直檢測分辨率可達納米級，全程采用非接觸式無損檢測模式，可徹底規避微型焊球、薄型PCB基材劃傷損傷風險，適配精密微電子器件檢測需求。

設備單次全域掃描即可快速重構BGA焊球三維形貌（3D Morphology），自動提取焊球頂點坐標、陣列高度差等核心數據，精準計算并判定BGA共面度是否合規；移除BGA器件后，可直接采集PCB板面面形云圖，量化基板局部形變PV值，精準區分器件原生不良、PCB基材應力變形兩大缺陷根源，實現雙向溯源。

該方案全面適配BGA植球質檢、貼片前置篩查、回流焊后失效復現全工藝流程，可輸出標準化、可追溯的量化檢測數據，精準定位超差焊球與PCB形變區域，為基板疊層結構優化、植球工藝參數迭代提供精準計量支撐，穩定提升PCBA精密組裝良率。

3 結語

白光干涉儀可實現BGA共面度、PCB翹曲度一體化精密測量，有效解決傳統檢測方式精度不足、缺陷無法雙向溯源的核心問題，是當前高端微電子封裝領域標準化、高適配的精密計量方案。

BGA封裝典型應用圖示及說明（半導體專屬）

以下為新啟航BGA陣列高度檢測圖，可精準呈現BGA陣列三維形貌（3D Morphology），支撐BGA封裝高度一致性（Height Uniformity）檢測，為焊球焊接質量全流程把控提供精準數據支撐。

（圖片1：BGA陣列的高度一致性檢測圖）

（圖片2：去除BGA器件后，PCB基板形變翹曲高度檢測圖）

（圖片3：去除PCB基板后，BGA植球共面度專項檢測圖）

設備可自動統計BGA植球共面度數據，智能分析并標記異常點位，檢測結果直觀、精準、可追溯。

大視野3D白光干涉儀產品優勢

大視野3D白光干涉儀突破傳統測量設備局限，重構球柵陣列封裝（BGA）精密檢測范式。設備依托核心創新技術，實現納米級（Nanoscale）全場景測量，兼顧檢測高效性與數據精密性，適配BGA封裝全流程檢測需求，樹立工業精密測量（Industrial Precision Measurement）全新標準，可為半導體（Semiconductor）BGA封裝、精密光學部件及各類精密元器件檢測提供全方位技術支撐。

一、大視野+高精度，打破行業檢測局限

設備搭載0.6倍輕量化專用鏡頭，實現15mm超大單幅檢測視野，搭配可兼容4組物鏡的轉塔設計（Turret Design），無需搭配多臺設備、無需頻繁切換檢測模式，即可兼顧BGA陣列全域全貌觀測與單顆焊球（Solder Ball）超高精度微觀檢測，徹底解決行業“全域覆蓋”與“精細測量”無法兼顧的技術難題，大幅提升檢測效率與數據精準度（Data Accuracy）。

設備可精準實測端面平面度（Flatness），嚴格把控BGA封裝部件平面精度，為半導體BGA封裝、精密光學部件后續加工與檢測提供可靠數據基礎；實測精度可達6pm（0.006nm），可精準表征工件表面粗糙度（Surface Roughness, Ra/Rz），完全滿足半導體BGA焊球、芯片封裝面的超精密測量標準要求。

新啟航半導體｜專業白光干涉 3D 輪廓測量方案。亞納米精度保障，支持自動化定制；高端系列對標國際一線品牌，大視野設計，輕松應對高低反射、復雜材料測量場景。

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