Ball Grid Array (BGA) : critères d'acceptation clés et techniques d'inspection avancées

11 novembre 2020

Le ball grid array (BGA) a évolué depuis la technologie d'emballage PCB pin grid array (PGA). Cette technologie inclut le positionnement de petites billes d'une manière particulière sur des cartes électroniques en utilisant la technologie de montage en surface (SMT). Cette technologie remplace rapidement les techniques d'emballage dual-in-line et flat. Bien qu'elle soit devenue un élément standard dans l'emballage PCB moderne, elle n'est pas largement acceptée comme d'autres technologies. Pour répondre aux critères d'acceptation, l'évaluation de l'emballage à grille de billes est essentielle. Cet article discute les critères d'acceptation du ball grid array, les défis et quelques techniques d'inspection.

Critères d'acceptation du Ball Grid Array

La technologie d'assemblage/emballage PCB ball grid est l'une des technologies d'emballage complexes, les méthodes d'inspection conventionnelles ne suffisent pas. Par conséquent, les fabricants PCB font face à un taux de rejet plus élevé. Bien qu'il manque une documentation industrielle définie pour augmenter le taux de succès des dispositifs BGA, les critères d'acceptation suivants sont utiles.

De plus, ces types de PCB sont acceptés si un minimum de défauts est trouvé. Ces PCB sont souvent inspectés pour les défauts suivants :

• Le profil de refusion de soudure doit être effectué avec une gestion thermique appropriée. Comme les BGA peuvent impliquer des régions haute densité où un grand nombre de billes métalliques sont placées, de tels emplacements nécessitent une gestion thermique critique. Les traces de refusion de soudure sont inspectées pour l'acceptation.
• Les vides internes dans les joints de soudure ne doivent pas dépasser 20 % du diamètre de la bille.
• Désalignements
• Billes métalliques manquantes
• Pastilles non mouillées (Non-wetted pads)
• Refusion partielle (Partial reflow)

Différentes méthodes d'inspection du Ball Grid Array

Sous l'évaluation BGA, trois types d'inspection sont couverts : optique, mécanique et microscopique.

• Inspection optique :

  L'inspection optique implique le test visuel des cartes de circuits. Comme l'inspection visuelle à l'œil nu ne suffit pas pour ce type d'évaluation PCB, l'inspection optique sous endoscope est réalisée.

• Inspection mécanique :

  L'inspection mécanique de ces PCB est une méthode destructive. Comme ils sont soumis à des forces externes, vibrations, chocs et fluctuations électriques. Par conséquent, ces PCB à grille de billes sont testés par tests de choc, tests de grattage, etc.

• Évaluation microscopique :

  L'inspection microscopique vise les vides ou défauts inférieurs à 10 microns. Une ou plusieurs des techniques d'évaluation microscopique suivantes sont utilisées pour l'inspection.

  • Laminographie par rayons X :

    La laminographie par rayons X est une technique couramment utilisée pour les surfaces planes. Comme l'espace entre les billes métalliques est négligeable dans ces PCB, cette technologie teste l'uniformité sous la couche de la surface de la carte. Des images radiographiques CCD sont capturées sous divers angles de la carte pour conclure sur l'état de surface.

  • Rayons X transmissifs standard :

    Le test standard trans-missif par rayons X est effectué sur les PCB pour tester les micro-défauts potentiels. Généralement, des défauts comme micro-vides, désalignements, etc., sont inspectés avec cette technique. Aussi, la circularité des billes, concentricité, pas, etc., peuvent être testés par inspection par rayons X émissifs.

  • Imagerie micro-acoustique :

    L'imagerie micro-acoustique est une méthode d'inspection non destructive utilisée pour l'inspection microscopique des PCB à grille de billes. Elle vérifie s'il y a des fissures, vides ou délamination sur la surface.

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