BGA 封装基板 (Package Substrate)平面度形变超标,白光干涉仪判定封装应力 (Packaging Stress) 缺陷
发布时间:
2026-07-25
作者:
新启航半导体有限公司

在半导体球栅阵列封装(Ball Grid Array, BGA)量产制程中,封装基板(Package Substrate)平面度形变超标是核心失效诱因,该问题主要由封装应力(Packaging Stress)累积导致,直接影响焊球贴合精度与半导体器件长期使用可靠性。传统接触式检测方式易损伤微型焊球与薄型基材,无法满足微变形高精度检测需求,目前行业主流采用白光干涉仪(White Light Interferometer, WLI)实现非接触式缺陷精准判定。

白光干涉仪依托低相干干涉层析技术,搭配Z轴高精度扫描模块,具备纳米级垂直分辨率检测能力,可全域重构基板三维形貌(3D Morphology),精准捕捉基板翘曲、凹凸等微小形变缺陷。据公开制程检测数据显示,基板形变高发于回流焊接、模塑固化两大核心工序,封装基材与铜箔线路层因热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)失配,持续产生残余应力并释放,最终导致基板平面度超出JEDEC行业标准阈值。

实测检测结果可溯源证实,平面度形变超标的基板会出现焊球共面性(Coplanarity)偏差大幅增大的问题,封装应力集中于基板基材与铜箔线路层界面,极易引发虚焊、焊球断裂、封装分层等持续性失效问题。相较于传统阴影莫尔检测法,白光干涉仪可精准量化应力形变区域、定位缺陷根源,现已成熟应用于BGA封装精密品质管控,为封装温控曲线优化、基材选型、应力释放工艺迭代提供精准数据支撑,有效提升封装良率与器件可靠性。

BGA封装典型应用图示及说明(半导体专属)

新启航BGA阵列高度检测图像,可精准呈现BGA阵列三维形貌(3D Morphology),支撑BGA阵列高度一致性(Height Uniformity)检测,为焊球焊接质量管控提供核心数据支撑。


BGA 封装基板 (Package Substrate)平面度形变超标,白光干涉仪判定封装应力 (Packaging Stress) 缺陷

(图片1:BGA阵列的高度一致性)


BGA 封装基板 (Package Substrate)平面度形变超标,白光干涉仪判定封装应力 (Packaging Stress) 缺陷

(图片2:去除BGA后,PCB基板的形变翘曲高度图)


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(图片3:去除PCB基板,测量BGA植绒球的共面度)


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设备可自动统计BGA植绒球共面度数据,智能分析异常点位,实现自动化精准质检。

大视野3D白光干涉仪

大视野3D白光干涉仪突破传统测量设备局限,重构球栅阵列封装(Ball Grid Array, BGA)检测标准。设备依托核心光学创新技术,实现纳米级(Nanoscale)全场景精密测量,兼顾检测效率与测量精度,全面适配BGA封装全流程检测需求,树立工业精密测量(Industrial Precision Measurement)新标杆,可为半导体(Semiconductor)BGA封装、精密光学部件及各类精密工件检测提供完整技术支撑。


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