BGA при пистолет ERSASCOPE
В конкурентния свят на производителите на електроника възможността да виждате и използвате визуална информация за контрол на качеството е стратегическо предимство. Ето защо етапът на „крайъгълен камък“ в разширяването на ERSA, най-големият доставчик на оборудване за запояване, беше не просто друга машина за запояване, а принципно нова система за оптичен контрол на качеството на запояване BGA. ERSASCOPE-3000 наскоро беше представен на световното изложение за технологично оборудване Productronica-99. Статията очертава идеологическата основа на подхода и дава примери за уникални изображения под BGA, получаването на които се превърна в реалност.
BGA се събра като клин.
Глобалната тенденция към BGA - монтирани на повърхността пакети с матрични стопяеми проводници - вече се усеща в Русия. Първите, които срещнаха BGA, бяха сервизни центрове за ремонт на чуждестранни комуникации и компютърно оборудване, както и отряд от местни разработчици, използващи най-новите хардуерни компоненти. Пресата (например Express-Electronics No. 4'99) вече обсъди характеристиките на BGA и инструмента ERSA за запояване и ремонтни работи с тези случаи. Междувременно тесното място по пътя на масовото въвеждане на BGA остава изходният контрол на качеството на запояване, тъй като щифтовете BGA са разположени в недостъпна зона за визуално наблюдение и не е толкова лесно да се направи заключение относно качеството на запояване.
BGA контрол на качеството на запояване
Досега рентгеновата проверка беше единственият неразрушаващ метод за контрол на качеството при запояване на BGA. Анализът на рентгенови изображения, получени в проекцията на пакета BGA върху печатната платка, ви позволява да идентифицирате широк спектър от типични дефекти, които могат да се образуват по време на запояване, като джъмпери от олово-тел, измествания, кухини. В същото време рентгеновите лъчи са неефективни за откриване на „студени дажби“, микропукнатини между щифтовете BGA и контактните накладки и редица други дефекти. Само един пример: тъй като повърхностното напрежение принуждава сферичните проводници PBGA (или CSP) да се самоцентрират върху контактните накладки още в началната фаза на запояване, рентгеновата проекция на „студено запояване“ може да изглежда почти перфектно! И накрая, рентгеновото оборудване е твърде скъпо, за да се превърне в широкодостъпен ежедневен инструмент за контрол на качеството.
Функционалното изпитване традиционно се отнася до методите за неразрушаващо изпитване на продукти с BGA. Уви, функционален тест за студено запояване може да се извърши със същия успех, както при надеждна спояваща връзка: електрически контакт на щифтовете BGA с проводниците на печатната платка се получава и в двата случая, въпреки че в първия е краткотраен. По този начин, въз основа на резултатите от дори два вида неразрушителни тестове - функционални и рентгенови, е трудно да се направи заключение относно качеството на спойката по отношение на нейната дълготрайна якост.
В класа на деструктивните методи за изпитване се използват два: изследване на вътрешната структура на щифтовете BGA след запояване (в разрез) под електронен микроскоп и тест за механично опън (изтегляне). Структурният анализ има за цел да идентифицира резултата от физикохимичните процеси на запояване в дифузионните слоеве на контактуващи метали: в края на краищата именно тези слоеве определят дълготрайната якост на запоеното съединение. При „студено запояване“ топлината не е достатъчна, за да образува достатъчно дълбоки дифузионни слоеве, но при прекомерна температура на запояване те стават твърде дълбоки и „разхлабени“. И в двата случая неправилният температурен профил на спойката води до рязко намаляване на якостта на спойката. Тестът за опън оценява якостта на спойката като неразделен показател за качество. Ако технологията на запояване бе спазена безотказно, тогава запоената връзка между щифта BGA и контактната подложка се оказва по-силна от връзката на контактната подложка с платката и в резултат контактната подложка се счупва по време на теста и не ПИН на BGA. Очевидно методите за деструктивно изпитване се използват само за ограничена извадка от продукти и имат икономически определена граница.
Необходимо и ефективно допълнение към неразрушаващото изпитване на запояване BGA е визуална (оптична) проверка. Тази концепция подтикна ERSA да разработи първата в света система за проверка, която позволява визуална проверка на запоени проводници под корпус на компонент. Системата ERSASCOPE-3000 е значително по-евтина от оборудването за рентгенови инспекции, тя е безопасна, компактна и лесна за използване. Използването на ERSASCOPE-3000 може да помогне там, където рентгеновата проверка е безсилна и системното прилагане на деструктивни методи е невъзможно по икономически причини. Какво според експертите на ERSA е в основата на визуалния контрол на качеството на запояване на BGA?