BGA開路檢測：面向測試的設計方法

　　球柵列陣封裝的日益發(fā)展和流行給制造商和設備供應商不斷帶來了新的挑戰(zhàn)。由于隱藏焊點數(shù)量高，通過視覺檢測或者電氣檢測無法檢測缺陷，因此需要使用其它檢測技術。

　　特別是BGA開路正在成為當前復雜的PCBA檢測中最關鍵的缺陷類型之一。開路是視覺檢測系統(tǒng)的一個常見問題。盡管X光可以“看到”焊點的直徑差異，但通常很難檢測出這些差異是否明顯，即確定什么時候這些差異是真正的開路，什么時候屬于制造流程正常變化。

　　歐洲一家大型電子簽約制造商Selcom集團，十年前率先使用3D自動X光檢測，在復雜電路板制造上改進流程控制和缺陷檢測能力。BGA的日益流行給Selcom帶來了新的挑戰(zhàn)。他們決定在一個獨特的研究中，把焊盤設計中面向測試設計方法與使用Open Outlier專利的自動X光檢測技術相結合以解決這個問題。

　　Selcom面向測試的設計理念是改變焊盤形狀，以便在回流焊過程中當與焊盤發(fā)生接觸時，焊點形成一個形狀，而當沒有發(fā)生接觸時，又會出現(xiàn)另一個明顯不同的形狀。在橢圓形焊盤中，焊錫在發(fā)生接觸時會產(chǎn)生一個橢圓形狀，而在沒有發(fā)生接觸時會保持圓形。維修人員便可以簡便地區(qū)分良好的(橢圓形)焊點和開路(圓形)

　　焊點，并由此可以從X光系統(tǒng)中迅速檢測出缺陷焊點（見圖）。

　　圖中，焊接良好時焊盤會形成橢圓形。若不發(fā)生接觸，焊盤仍將保持圓形。通過采用Open Outlier專利技術的3D自動X光檢測技術，維修人員只需在一系列橢圓中查找圓形，就可以簡單地確定開路。

　　但是，在設計測試焊盤時需要考慮幾個細節(jié)。一是焊點的強度和耐用性。焊點的強度取決于焊盤的尺寸。如果焊盤太小，那么會損害絕對強度，并且降低焊點的完整性。二是電路板空間影響著適應電路板上的通孔、銅箔和測試點的能力。如果焊盤太大，那么會影響電路板設計。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區(qū)分開來，由此損害系統(tǒng)精度，同時可能會提高測試誤報率。

　　Selcom在使用橢圓焊盤和非橢圓焊盤的情況下測試了各種器件類型。研究結果表明，橢圓焊盤進一步擴大了自動X光檢測的精度，特別是當3D自動X光和BGA Open Outlier專利技術結合使用時。圓形BGA焊盤缺陷檢測率對于各種BGA達到了79%~90%。當對相同BGA設計了橢圓焊盤之后，缺陷檢測率提高到93%~100%！
這是面向測試的設計研究工作，目的是在受控的環(huán)境下比較不同解決方案，并評估其在生產(chǎn)環(huán)境中的潛在應用。在測試效果、X光缺陷檢測功能和維修效果方面的結果，預示了極具前景的BGA開路檢測的新方法。您也可以考慮進行類似研究，以查看面向測試的設計和檢測是如何影響及明顯改善BGA開路缺陷檢測功能。