Topographie 3D colorée mesurant la hauteur et la planéité des matrices à billes BGA pour contrôle qualité PCB.

Réseau de capteurs (BGA)

Mesure optique pour la production et le contrôle qualité des matrices à billes. Détection précise de la hauteur des bosses, détection du gauchissement des matrices à billes, test de la planéité des puces et des billes.

Inspection optique du PCB et des boîtiers BGA

La fiabilité des PCB et de leurs composants respectifs, tels que les circuits intégrés (IC) ou les matrices à billes (BGA), peut varier en fonction de la conception et du choix des composants semi-conducteurs installés. Pour chaque type et chaque série de conception de PCB, il est idéalement nécessaire de procéder à un contrôle qualité et à des tests automatisés en cours de fabrication.

De plus, au niveau du client, pour inspecter les problèmes de « mort à l'arrivée », causés par exemple par des ruptures sur des points faibles pendant le transport, des méthodes de contrôle qualité font partie du processus. La métrologie optique 3D de surface d'TopMap permet un balayage rapide de l'ensemble des surfaces des échantillons avec une résolution nanométrique, fournissant des données de topographie de surface des PCB, IC et BGA en une seule fois.

Types d'emballages à réseau de billes

Si l'on examine l'histoire du conditionnement des semi-conducteurs, on constate qu'il y a d'abord eu les DIP (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, permettant d'augmenter sans cesse le nombre de broches. Les BGA sont bien implantés dans l'électronique grand public, notamment dans les smartphones, les tablettes, les cartes mères et les appareils photo numériques. Par rapport aux boîtiers DIP et QFP, les boîtiers BGA offrent davantage de connexions E/S et des connecteurs plus courts, ce qui améliore les performances et la vitesse. Les matériaux utilisés pour les bosses sont généralement le SnPb, le SnAgCu, le SnIn et le SnBi, avec des diamètres de bossage atteignant généralement 90 à 400 µm et une distance entre les bosses d'environ 0,1 à 2 mm.

Profil 3D coloré d’un pas de grille de billes BGA mesuré sans contact par métrologie optique Polytec pour contrôle qualité.
Profil 3D d'un pas de grille de billes mesuré à l'aide d'une métrologie optique de surface
Topographie 3D colorée d'une matrice BGA mesurée par métrologie optique Polytec avec large champ de vision.
Mesure et stitching d'une topographie BGA avec un large champ de vision
Topographie colorée 3D des bosses d’un réseau de billes BGA avec codage hauteur pour contrôle qualité PCB.
Mesure de la surface des bosses d'un réseau de billes (BGA) avec un grand champ de vision
Profil 3D coloré des bosses d'une matrice de billes BGA pour inspection optique et contrôle qualité PCB par Polytec.
Mesure des bosses d'une matrice de billes (BGA) en 3D

Défauts et défaillances typiques dans la fabrication des BGA

profilomètreDans la fabrication des BGA, par exemple à l'aide de la méthode flip chip, qui décrit la connexion par application de chaleur et de pression sur le substrat, des erreurs ou des défauts de fabrication typiques peuvent se produire lorsque le pas est trop élevé ou que la bosse est trop petite ou trop grande. Les systèmes de mesure de surface optique Polytec TopMap sont des solutions de métrologie idéales pour la mesure et l'inspection de la hauteur des billes/bosses, de la coplanarité, de la planéité et du gauchissement des puces, de la planéité des billes BGA, pour l'inspection optique de l'ensemble du pas BGA ou pour se concentrer sur la forme de la pointe de la bille pure de manière optique et sans contact.

Schéma illustrant les défauts courants BGA : pas trop large, bosses trop petites ou trop grandes, et absence de contact due au gauchissement.
Problèmes de fabrication typiques liés à la mesure de la hauteur des bosses et des boîtiers BGA
Illustration des défauts courants des BGA avec mesures de hauteur des billes, planéité des puces et formes des pointes de billes.
Problèmes courants liés à la fabrication des BGA et solutions de test optique
Tableau de mesure de la hauteur maximale des bosses BGA pour analyse conformité/non-conformité en contrôle qualité Polytec.
Mesure de la hauteur maximale d'une matrice de billes comme analyse de conformité/non-conformité

Choisissez en toute confiance l'profilomètre de surface adaptée : laissez-nous réaliser une étude de faisabilité avec votre échantillon (matériau).

Schedule your feasibility study with your sample

Défauts et défaillances typiques dans la fabrication des BGA

profilomètreDans la fabrication des BGA, par exemple à l'aide de la méthode flip chip, qui décrit la connexion par application de chaleur et de pression sur le substrat, des erreurs ou des défauts de fabrication typiques peuvent se produire lorsque le pas est trop élevé ou que la bosse est trop petite ou trop grande. Les systèmes de mesure de surface optique Polytec TopMap sont des solutions de métrologie idéales pour la mesure et l'inspection de la hauteur des billes/bosses, de la coplanarité, de la planéité et du gauchissement des puces, de la planéité des billes BGA, pour l'inspection optique de l'ensemble du pas BGA ou pour se concentrer sur la forme de la pointe de la bille pure de manière optique et sans contact.

Matrice à billes (BGA) vue en angle, montrant la topographie des broches pour contrôle qualité et inspection optique.
Solutions typiques de contrôle de la qualité de surface pour les broches des matrices à billes (BGA)
Topographie 3D colorée mesurant le gauchissement d’un réseau de billes BGA pour contrôle qualité électronique.
Mesure du gauchissement d'un réseau de capteurs de billes avec broches BGA soustraites
Topographie 3D colorisée d'une matrice à billes BGA avec mesure optique précise de la hauteur et déformation soustraite.
Réseau de capteurs et mesure des broches BGA extraites avec déformation soustraite

Profilage 3D comme contrôle qualité des matrices de billes

L'utilisation de techniques d'profilomètreoptique 3D pour la caractérisation de surface et sans contact peut constituer un outil puissant de contrôle qualité : pour mesurer la topographie des composants électroniques, tester les cartes de circuits imprimés (test PCB), les bosses de soudure, mesurer la planéité des matrices à billes, analyser les conformités et résoudre les problèmes de processus dans la fabrication des PCB. En fournissant des informations précieuses pour le processus de production des PCB et des composants électroniques, le profilomètre optique peut constituer un élément efficace du processus de contrôle qualité des composants électroniques et microélectroniques. En général, les PCB plus avancés et plus complexes sont appliqués et conçus couche par couche, ce qui peut nécessiter mesurer l'épaisseur des couches et la distinction de plusieurs couches. Ici, les solutions de test optique de Polytec ouvrent un champ de solutions pour mesurer l'épaisseur des couches comme indicateur de qualité.

Pour caractériser les circuits imprimés en vue d'une analyse des défaillances, vérifier la planéité des BGA sans contact, obtenir des études de faisabilité gratuites et un premier rapport d'échantillon, contactez-nous.

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