BGA開路檢測(cè):面向測(cè)試的設(shè)計(jì)方法
球柵列陣封裝的日益發(fā)展和流行給制造商和設(shè)備供應(yīng)商不斷帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。由于隱藏焊點(diǎn)數(shù)量高,通過(guò)視覺(jué)檢測(cè)或者電氣檢測(cè)無(wú)法檢測(cè)缺陷,因此需要使用其它檢測(cè)技術(shù)。
特別是BGA開路正在成為當(dāng)前復(fù)雜的PCBA檢測(cè)中最關(guān)鍵的缺陷類型之一。開路是視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。盡管X光可以“看到”焊點(diǎn)的直徑差異,但通常很難檢測(cè)出這些差異是否明顯,即確定什么時(shí)候這些差異是真正的開路,什么時(shí)候?qū)儆谥圃炝鞒陶W兓?BR>
歐洲一家大型電子簽約制造商Selcom集團(tuán),十年前率先使用3D自動(dòng)X光檢測(cè),在復(fù)雜電路板制造上改進(jìn)流程控制和缺陷檢測(cè)能力。BGA的日益流行給Selcom帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。他們決定在一個(gè)獨(dú)特的研究中,把焊盤設(shè)計(jì)中面向測(cè)試設(shè)計(jì)方法與使用Open Outlier專利的自動(dòng)X光檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合以解決這個(gè)問(wèn)題。
Selcom面向測(cè)試的設(shè)計(jì)理念是改變焊盤形狀,以便在回流焊過(guò)程中當(dāng)與焊盤發(fā)生接觸時(shí),焊點(diǎn)形成一個(gè)形狀,而當(dāng)沒(méi)有發(fā)生接觸時(shí),又會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)明顯不同的形狀。在橢圓形焊盤中,焊錫在發(fā)生接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)橢圓形狀,而在沒(méi)有發(fā)生接觸時(shí)會(huì)保持圓形。維修人員便可以簡(jiǎn)便地區(qū)分良好的(橢圓形)焊點(diǎn)和開路(圓形)
焊點(diǎn),并由此可以從X光系統(tǒng)中迅速檢測(cè)出缺陷焊點(diǎn)(見(jiàn)圖)。
圖中,焊接良好時(shí)焊盤會(huì)形成橢圓形。若不發(fā)生接觸,焊盤仍將保持圓形。通過(guò)采用Open Outlier專利技術(shù)的3D自動(dòng)X光檢測(cè)技術(shù),維修人員只需在一系列橢圓中查找圓形,就可以簡(jiǎn)單地確定開路。
但是,在設(shè)計(jì)測(cè)試焊盤時(shí)需要考慮幾個(gè)細(xì)節(jié)。一是焊點(diǎn)的強(qiáng)度和耐用性。焊點(diǎn)的強(qiáng)度取決于焊盤的尺寸。如果焊盤太小,那么會(huì)損害絕對(duì)強(qiáng)度,并且降低焊點(diǎn)的完整性。二是電路板空間影響著適應(yīng)電路板上的通孔、銅箔和測(cè)試點(diǎn)的能力。如果焊盤太大,那么會(huì)影響電路板設(shè)計(jì)。最后,如果橢圓度太小,那么橢圓焊盤將更難與圓形開路焊點(diǎn)區(qū)分開來(lái),由此損害系統(tǒng)精度,同時(shí)可能會(huì)提高測(cè)試誤報(bào)率。
Selcom在使用橢圓焊盤和非橢圓焊盤的情況下測(cè)試了各種器件類型。研究結(jié)果表明,橢圓焊盤進(jìn)一步擴(kuò)大了自動(dòng)X光檢測(cè)的精度,特別是當(dāng)3D自動(dòng)X光和BGA Open Outlier專利技術(shù)結(jié)合使用時(shí)。圓形BGA焊盤缺陷檢測(cè)率對(duì)于各種BGA達(dá)到了79%~90%。當(dāng)對(duì)相同BGA設(shè)計(jì)了橢圓焊盤之后,缺陷檢測(cè)率提高到93%~100%!
這是面向測(cè)試的設(shè)計(jì)研究工作,目的是在受控的環(huán)境下比較不同解決方案,并評(píng)估其在生產(chǎn)環(huán)境中的潛在應(yīng)用。在測(cè)試效果、X光缺陷檢測(cè)功能和維修效果方面的結(jié)果,預(yù)示了極具前景的BGA開路檢測(cè)的新方法。您也可以考慮進(jìn)行類似研究,以查看面向測(cè)試的設(shè)計(jì)和檢測(cè)是如何影響及明顯改善BGA開路缺陷檢測(cè)功能。
評(píng)論