はんだボールとは、BGA(ボールグリッドアレイ)やCSPなどのパッケージの裏面に格子状に並べて取り付ける、球状の小さなはんだのことです。パッケージをプリント基板に実装するときの外部端子(電極)になり、リフローで溶かして基板のパッドと接合します。直径は、端子の間隔(ピッチ)1.27mmのBGAで使われる0.76mm程度から、0.4mmピッチのウェハレベルCSPで使われる0.25mm前後まであり、フリップチップのバンプ形成には直径100μm以下の微小ボールも使われます。
パッケージにはんだボールを付ける工程をボールマウント(ボール搭載)と呼びます。パッケージ基板の電極にフラックスを塗り、ボールマウンタでボールを吸着したり、穴の開いたマスクに振り込んだりして一括で並べ、リフロー炉で溶かして電極に接合します。その後、洗浄と外観検査で、ボールの欠落、直径、高さのそろい具合(コプラナリティ)を確認します。ボールは鉛フリーはんだのSAC305などで作られ、真球度と直径の精度(数μm以内)、表面の酸化の少なさが品質を左右します。接合後の高さを確保するために、銅の芯をはんだで覆った銅コアボールも使われます。
はんだボールの接合部は、パッケージと基板の熱膨張の差によって温度が変わるたびにひずみを受け、繰り返しで疲労して割れることがあります。そのため温度サイクル試験で寿命を評価し、スマートフォンなどでは落下衝撃試験も行います。大型のパッケージでは、アンダーフィル樹脂で接合部を補強します。接合部はパッケージの下に隠れて見えないため、ボイドや未接合はX線で検査します。なお、表面実装の工程で飛び散ってできる小さなはんだの粒(はんだボール不良)も同じ名前で呼ばれます。