Pemasangan BGA berbilang lapisan pada papan antara peralatan Ujian Automatik (ATE) semikonduktor menimbulkan masalah pemeriksaan khusus yang tidak dapat diselesaikan oleh X-ray tegak lurus standard. Apabila papan membawa susunan BGA bertindan atau rapat merentasi berbilang lapisan — yang biasa dalam interposer kad probe, papan DUT (peranti-untuk-diuji), dan pemasangan papan beban — imej dari atas akan memampatkan setiap lapisan ke dalam satu pandangan rata. Hasilnya ialah kaedah pemeriksaan yang boleh mengesahkan kewujudan bebola pateri tetapi tidak dapat memberitahu jurutera dengan pasti lapisan mana yang menjadi miliknya, atau sama ada kecacatan berada pada lapisan yang paling penting untuk integriti isyarat dan penjajaran probe.
Artikel ini menghuraikan mengapa sinar-X tegak lurus tidak memadai pada papan ATE berbilang lapisan, bagaimana pengimejan pada sudut serong menangani kelemahan tersebut, apakah keperluan Kelas 3 tambah kepada skop pemeriksaan, dan bagaimana data yang terhasil harus dikendalikan seterusnya dalam sistem kebolehkesanan.
Had X-Ray Bersudut Tegak (0°) ke atas BGA Berbilang Lapisan
Pandangan sinar-X standard dari atas memproyeksikan setiap ciri konduktif dalam laluan pancaran ke atas satu satah 2D tunggal. Pada BGA satu lapisan, ini sudah memadai — rongga, jambatan, dan bentuk bebola semuanya dapat dilihat tanpa kekaburan. Pada papan berbilang lapisan, unjuran yang sama menjadi masalah superposisi.
Secara khusus, pengimejan tegak lurus menghadapi kesukaran dengan:
Pertindihan lapisan.Apabila susunan BGA atau struktur via pada lapisan yang berbeza tersusun secara menegak, imejnya akan bertindih antara satu sama lain, menjadikannya sukar untuk mengaitkan kekosongan atau jambatan tertentu kepada lapisan yang betul.
Lindungan rapat dari pemain ke pemain.Nada BGA padat pada papan antara muka ATE, di mana toleransi penjajaran prob adalah ketat, meningkatkan kemungkinan bahawa bebola pada satu lapisan sebahagiannya mengaburi bebola yang berada betul-betul di bawahnya.
Penyandaran pengosongan yang samar. Kriteria pemvoidan IPC-A-610biasanya dinilai bagi setiap sambungan pateri. Jika pengimejan serenjang tidak dapat mengasingkan sambungan mana yang mengandungi rongga, pemeriksa hanya boleh membuat anggaran dan bukannya pengukuran — sekali gus menjejaskan keputusan penerimaan/penolakan pada peringkat sambungan.
Bagi papan lapisan tunggal berketumpatan rendah, had ini jarang menjadi isu. Namun bagi papan antara muka ATE berbilang lapisan — di mana ketidaksejajaran probe yang dikesan berpunca daripada satu sambungan yang merosot boleh menjejaskan hasil ujian bagi keseluruhan populasi peranti — ia menjadi penting.
Bagaimana Pengimejan Sudut Serong (±15°) Memisahkan Isyarat Lapisan
Pemeriksaan sinar-X pada sudut serong memiringkan paksi pengimejan berbanding satah papan, biasanya dalam julat ±15° bergantung pada geometri papan dan jarak antara lapisan. Ofset sudut ini mengubah cara ciri pada kedalaman berbeza diproyeksikan ke atas penderia.
Prinsip asasnya adalah mudah: pada 0°, ciri pada lapisan berbeza yang berkongsi koordinat X-Y yang sama menghasilkan satu imej bertindih. Pada sudut serong, ciri yang sama dialihkan secara lateral antara satu sama lain dalam imej yang terhasil, dengan darjah anjakan berkadar dengan pemisahan kedalaman mereka (kesan paralaks). Pemisahan lateral inilah yang membolehkan pemeriksa — atau algoritma automatik yang merujuk kepada susunan lapisan papan — membezakan sambungan lapisan atas daripada sambungan lapisan bawah yang sebaliknya akan menjadi bertindih.
Dari segi praktikal, pemeriksaan pada sudut serong pada papan ATE berbilang lapisan menyokong:
Pengkuantitian kekosongan mengikut lapisan.Peratus pengosongan boleh dinilai bagi setiap sambungan pada setiap lapisan dan bukannya sebagai bacaan komposit yang samar-samar.
Pengasingan risiko penghubung antara lapisan.Jambatan pateri yang tidak dapat dilihat atau mudah tersalah baca dalam pandangan atas yang diratakan menjadi dapat dibezakan apabila lapisan-lapisan itu dipisahkan secara bersudut.
Pengesahan jejari bucu dan geometri pembasahan pada lapisan yang paling hampir dengan antara muka prob, yang selalunya merupakan lapisan dengan toleransi fungsi paling ketat pada papan ATE.
Sinar-X sudut serong luar talian, yang digunakan sebagai langkah sekunder atau peningkatan dan bukannya pemeriksaan sebaris 100%, secara amnya merupakan model penggugahan yang lebih praktikal — ia digunakan pada papan yang ditandai oleh AOI 3D atau SPI 3D untuk semakan lebih terperinci pada peringkat sambungan, bukannya dijalankan pada setiap unit.
Keperluan Tambahan untuk Papan Antara Muka ATE Kelas 3
Papan antara ATE semikonduktor — kad prob, papan DUT, papan beban — biasanya tertakluk kepada kriteria penerimaan IPC-A-610 Kelas 3, iaitu tahap yang dikhaskan untuk produk elektronik di mana prestasi berterusan atau prestasi mengikut permintaan adalah kritikal dan masa henti peralatan tidak boleh diterima. Kelas 3 tidak mengubah fizik pengimejan bersudut serong, tetapi ia menaikkan piawaian terhadap apa yang perlu dibuktikan oleh proses pemeriksaan:
Sifar toleransi untuk kelas kecacatan tertentu.Kriteria Kelas 3 adalah lebih ketat pada ambang pengosongan, keseragaman bentuk bebola pateri, dan pembentukan jambatan berbanding Kelas 1 atau Kelas 2. Pengimejan beresolusi lapisanlah yang memungkinkan penggunaan ambang yang lebih ketat ini pada setiap sambungan individu pada papan berbilang lapisan, bukannya hanya membuat anggaran.
Tanggungjawab bersama sepenuhnya.Oleh kerana papan antara muka ATE secara langsung mempengaruhi hasil ujian dan penjajaran prob bagi ujian peranti hiliran, rekod pemeriksaan yang tidak dapat menjelaskan setiap sambungan pada setiap lapisan merupakan satu jurang dalam sistem kualiti, bukan sekadar kesulitan dalam dokumentasi.
Korelasi dengan risiko fungsian, bukan hanya kewujudan kecacatan kosmetik.Satu rongga yang mungkin lulus di bawah bacaan umum Kelas 2 masih boleh memerlukan peningkatan tahap pada papan ATE jika lokasinya sepadan dengan titik sentuhan prob atau laluan arus tinggi — ini ialah langkah penilaian yang memerlukan pemeriksa atau protokol semakan merujuk kepada fungsi lapisan sebenar papan tersebut, bukan senarai semak umum.
Inilah sebabnya pemeriksaan pada sudut serong ke atas papan antara muka ATE biasanya digandingkan dengan semakan kejuruteraan terhadap lukisan susunan lapisan papan tertentu, dan bukannya dianggap sebagai output mesin lulus/gagal semata-mata.
Mengintegrasikan Data Sudut Serong ke dalam MES untuk Penjejakan Hayat Probe
Data pemeriksaan mempunyai nilai jangka panjang yang terhad jika ia hanya wujud di stesen semakan tempatan pengendali sinar-X. Pada sebuahPlatform MES pintar dengan kebolehkesanan berasaskan UID, keputusan pemeriksaan pada sudut serong boleh dipautkan kepada nombor siri papan individu dan dibawa ke hadapan ke dalam rekod operasi papan tersebut.
Ini penting khususnya untuk papan antara muka ATE kerana jangka hayat prob ialah satu lengkung degradasi, bukan spesifikasi tetap. Titik integrasi praktikal termasuk:
Sejarah kecacatan setiap papan pada peringkat sambungandirujuk terhadap UID, supaya sebarang sambungan yang ditandakan semasa semakan sudut serong dapat dikaitkan dengan papan tertentu itu — bukan purata pada peringkat kelompok.
Rekod pengimejan asasdirakam pada masa binaan, yang kemudiannya boleh dibandingkan dengan pengimejan pulangan lapangan jika papan ditarik untuk penyusutan prob atau hanyutan rintangan sentuhan.
Kebolehlihatan corak peringkat kelompok, membolehkan jurutera kualiti menyemak sama ada jenis kecacatan tertentu terhad kepada satu papan atau berulang di seluruh satu lot binaan — perbezaan yang menentukan sama ada tindak balasnya ialah kerja semula untuk satu unit atau pelarasan proses di peringkat awal (percetakan pes, profil reflow, ataukawalan herotan berkaitan lekapan).
Tiada satu pun daripada ini memerlukan penciptaan angka kadar pengeluaran atau DPPM untuk menjadi berguna — nilainya terletak pada pautan kebolehkesanan itu sendiri: imej pemeriksaan tertentu, diikat kepada UID tertentu, yang boleh diakses semula jika prestasi prob papan tersebut dipersoalkan kemudian hari.
Bila Pemeriksaan Sudut Serong Diperlukan — Kriteria Keputusan
X-ray sudut serong bukanlah langkah lalai bagi setiap papan. Ia wajar digunakan apabila sesuatu papan memenuhi satu atau lebih daripada syarat berikut:
Berbilang lapisan BGA atau padang halus dengan jajaran menegak atau hampir menegak, di mana pengimejan serenjang tidak dapat memisahkan lapisan yang diminati.
Keperluan penerimaan Kelas 3 atau kritikal dari segi fungsi, di mana akauntabiliti pada peringkat bersama merupakan objektif kualiti yang dinyatakan dan bukannya sesuatu yang sekadar baik untuk dimiliki.
Sejarah bacaan samar atau hampir melepasi had di bawah AOI/SPI standard atau X-ray 0°, di mana peningkatan diperlukan untuk menyelesaikan keputusan lulus/gagal dengan keyakinan dan bukannya pertimbangan.
Keperluan pengatribusian kegagalan di lapangan— sebagai contoh, papan ATE yang ditarik daripada perkhidmatan di mana jurutera perlu menentukan sama ada isu sentuhan prob berpunca daripada pemasangan atau daripada kehausan semasa dalam perkhidmatan.
Papan yang bersalut tunggal, berklasifikasi lebih rendah, atau tanpa geometri BGA bertindan secara umum tidak memerlukan peningkatan sudut serong — pemeriksaan gelung tertutup 3D AOI dan 3D SPI, disokong oleh X-ray tegak lurus standard apabila semakan kekosongan diperlukan, kekal sebagai garis dasar yang sesuai.
Adakah Sinar-X Sudut Serong Sesuai untuk Papan Anda?
Jika papan antara anda mempunyai berbilang lapisan BGA, memerlukan penerimaan Kelas 3, atau menghasilkan bacaan yang tidak jelas di bawah AOI/SPI standard atau X-ray tegak lurus, pemeriksaan sudut serong berkemungkinan diperlukan. PCBCart menggunakan X-ray sudut serong sebagai sebahagian daripada proses kualiti peringkat pemasangannya untuk binaan PCBA HMLV, termasuk papan antara ATE semikonduktor.Serahkan susunan lapisan papan anda dan keperluan pemeriksaan untuk sebut harga— pasukan kejuruteraan kami akan mengesahkan sama ada pemeriksaan sudut serong sesuai untuk papan anda sebelum pemasangan bermula.
Sumber yang Berguna
●Kaedah Pemeriksaan Pemasangan Papan Litar Bercetak
●Piawaian IPC-A-610 Kelas 3 untuk Himpunan Elektronik Sains Hayat Kebolehpercayaan Tinggi
