Contrôle optique des PCB et BGA
La fiabilité du PCB et de ses composants respectifs, tels que le CI (circuit intégré) ou le BGA (ball grid array), peut varier selon la conception et la sélection des composants semi-conducteurs installés. Pour chaque type et série de conception de PCB, un contrôle et un test de qualité en cours de processus, idéalement automatisés, sont nécessaires au niveau de la fabrication. En outre, au niveau du client, les méthodes de contrôle qualité font partie du processus. La métrologie de surface 3D optique TopMap permet de balayer rapidement des surfaces entières d'échantillons avec une résolution nanométrique, fournissant des données de topographie surfacique de PCB, IC et BGA en une seule prise.
Types de conditionnement des matrices de billes
Si l'on regarde l'histoire du conditionnement des semi-conducteurs, on trouve d'abord les DIPs (dual in line package), puis les QFP (quad flat package) ou QFN (quad flat no leads), et enfin les BGA (ball grid arrays), qui sont l'une des techniques de conditionnement les plus populaires et qui conduisent à un nombre de broches toujours plus élevé. Les BGA sont très répandus dans l'électronique grand public comme les smartphones, les tablettes, les cartes mères et les appareils photo numériques. Par rapport aux DIP et aux QFP, le BGA présente plus de connexions d'E/S et des connecteurs plus courts, ce qui permet d'améliorer les performances et la vitesse. Les matériaux des bosses sont généralement du SnPb, SnAgCu, SnIn, SnBi avec des diamètres de bosse atteignant généralement 90-400 µm et une distance entre les bosses d'environ 0,1 à 2 mm.
Défaillances et défauts typiques de la fabrication des BGA
Dans la fabrication des BGA, par exemple en utilisant la méthode flip chip, qui décrit la connexion en appliquant de la chaleur et de la pression sur le substrat, des erreurs ou défauts de fabrication typiques peuvent se produire lorsque le pas est trop élevé ou que la bosse est trop petite ou trop grande. Les profileurs de surface Polytec sont des solutions de métrologie idéales pour la mesure de surface et l'inspection de la hauteur de la bille ou de la bosse, la coplanarité, la planéité de la puce et la déformation de la puce, la planéité de la bille du BGA. C'est également l'outil idéal pour l'inspection optique de l'ensemble du pas du BGA ou pour se concentrer sur la forme de la pointe de la bille pure d'une manière optique et sans contact.
Comment contrôlez-vous la qualité des BGA ?
Quels paramètres mesurez-vous sur les réseaux de billes ?
Déformation des BGA et contrôle de qualité
Un autre problème de fabrication des BGA est la déformation incontrôlée - un phénomène de déformation de la surface entière d'un PCB ou d'un BGA, provoquant des zones non connectées et des défauts sur le BGA. Si la déformation n'est pas maîtrisé, même les réseaux de billes parfaitement fabriquées ne rempliront pas le comportement fonctionnel souhaité, ce qui entraînera une mauvaise insertion du BGA dans la carte. Les profileurs optiques tels que les interféromètres à lumière blanche TopMap détectent de manière fiable et sans contact la déformation sur de grandes surfaces en 3D, ce qui permet de détecter clairement les dommages et d'obtenir un retour d'information précieux pour le processus de fabrication du BGA.
Mesure topographique 3D pour le contrôle qualité des réseaux de billes
L'utilisation de profileurs optiques 3D pour la caractérisation surfacique et sans contact peut être un outil puissant de contrôle qualité : Pour la mesure de la topographie des composants électroniques, le test des cartes de circuits imprimés (test des PCB), les bosses de soudure, la mesure de la planéité des réseaux de billes, l'analyse de réussite/échec et le dépannage des processus dans la fabrication des PCB. En fournissant un retour d'information précieux pour le processus de production des circuits imprimés et de l'électronique, le profilage optique peut être une partie intégrante efficace du processus de contrôle de la qualité de l'électronique et de la microélectronique.
Habituellement, les PCB les plus avancés et complexes sont appliqués et conçus couche par couche, ce qui peut nécessiter la mesure de l'épaisseur des couches et la distinction de plusieurs couches. Dans ce cas, les solutions de test optique de Polytec ouvrent un champ de solutions pour mesurer l'épaisseur des couches comme indicateur de qualité.
Afin de caractériser les circuits imprimés en vue de l'analyse des défaillances, vérifier la planéité des BGA sans contact, pour des études de faisabilité gratuites et un premier rapport d'échantillon, contactez-nous.
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