Matriz de esferas soldadas (BGA)

Matriz de esferas soldadas (BGA) é uma tecnologia de montagem superfície-montada constituída por uma matriz de esferas de solda na parte inferior de um empacotamento de chip. O BGA foi desenvolvido em resposta à tendência na indústria de semicondutores para a miniaturização dos circuitos integrados e em busca de maior integração, maior densidade e maior funcionalidade.
O BGA possibilita uma  maior densidade e uma utilização mais eficiente de placas de circuitos impressos. Isto é possivel porque toda a parte inferior do empacotamento do chip pode ser utilizada para conexão em oposição a conexão do fio ou QFP, onde as ligações são feitas apenas em torno da periferia do chip. Além disso, esferas de solda fornecem ligações mais curtas, as quais reduzem a indutância do sinal, resultando em menos tensão de ruído e, assim, em um melhor desempenho. Para o BGA ser devidamente soldado, uma quantidade precisa de calor deve ser aplicada de modo que cada esfera na matriz possa se fundir adequadamente e uma conexão de boa qualidade seja feita. O objetivo da inspeção BGA é detectar e isolar defeitos que se originaram durante o processo de fabricação, como espaços vazios ou esferas mal soldadas e suas causas.
  •  Os sistemas TESCAN oferecem uma ampla gama de possibilidades de análise de inspeção de BGA.
  • O detector EBIC pode ser utilizado para testes elétricos. Testes mais rigorosos requerem a análise das próprias esferas de solda.
  • O detector BSE fornece alto contraste, possibilitando com que os compostos intermetálicos e camadas metalúrgicas sejam claramente visíveis. A inspeção e caracterização das junções de esferas de solda em BGA são tarefas cruciais para determinar a confiabilidade de um circuito integrado ligado a uma placa de circuito impresso e críticos na determinação da qualidade do processo de soldagem e na identificação das causas de falhas. 
  • Os sistemas MEV-FIB de Plasma FERA3 e XEIA3 permitem que esferas de solda com diâmetros de até centenas de mícron, possam ser seccionadas transversalmente sem esforço, em um curto espaço de tempo sem similar no mercado.
  • Além disso, microanálises 3D (3D EDS, 3D EBSD) de esferas de solda inteiras, para revelação de vazios, fraturas frágeis, rachaduras de matrizes ou estruturas dendríticas, são possíveis com ultra altas taxas de remoção catódica que apenas o FIB plasma Xe pode oferecer.
Matriz de esferas soldadas (BGA)
Seção transversal de uma esfera de solda com um diâmetro de 400 nm concluída em 4 horas utilizando FIB de plasma Xe e o patenteado estágio “Rocking Stage“ para uma superfície livre de efeito cortina.