プリント基板とボールグリッドアレイの非接触検査
プリント基板と 、そのコンポーネントであるIC (集積回路) や BGA (ボールグリッドアレイ) などの信頼性は、設計や搭載する半導体 コンポーネントの選択によって変化する可能性があります。自動化されたプリント基板製造工程における、プリント基板の設計の種類やシリーズごとの品質管理および検査の実施が理想です。さらに、例えば輸送中の破損による問題を検査するために、品質管理方法がプロセスの一部となっている場合もあります。ポリテックの非接触表面粗さ・形状測定機 TopMap シリーズは、サンプル表面全体をナノメートルの分解能で高速スキャンし、プリント基板、IC (集積回路) 、BGA (ボールグリッドアレイ) の形状データをワンショットで測定することが可能です。
ボールグリッドアレイ実装の種類
半導体パッケージの歴史を振り返ると、DIP（Dual In Line Package）から始まり、QFP（Quad Flat Package）、QFN（Quad Flat No Lead）、BGA（Ball Grid Arrays）と、常に多ピン化するパッケージ技術が主流となっています。BGA (ボールグリッドアレイ) は、スマートフォン、タブレット、マザーボード、デジタルカメラなどの民生機器に広く採用されています。DIPやQFPと比較すると、BGA (ボールグリッドアレイ) はI/O接続が多く、コネクタが短いため、性能向上や高速化につながります。バンプの材質はSnPb、SnAgCu、SnIn、SnBiが一般的で、バンプ径は90～400μm、バンプ間距離は0.1～2mm程度となることが多いです。
BGA (ボールグリッドアレイ) 製造における代表的な故障・不具合について
BGA (ボールグリッドアレイ) の製造では、基板に熱と圧力を加えて接続するフリップチップ方式などで、ピッチが高すぎる、バンプが小さすぎる、大きすぎるなどの典型的な製造エラーや欠陥が発生することがあります。ポリテックの非接触表面粗さ・形状測定機 TopMap シリーズは、ボール高さ / バンプ高さ、コプラナリティ、チップ平坦度、チップ反り、ボール平坦度の面計測と検査、BGA ピッチ全体、ボールチップの形状などを、非接触で測定することができます。
BGA (ボールグリッドアレイ) の反りと品質管理
BGA (ボールグリッドアレイ)製造上のもう一つの問題は、制御できない反りです。反りとは、プリント基板やBGA (ボールグリッドアレイ) の表面全体が変形し、BGA (ボールグリッドアレイ) に未接続の部分や欠陥が発生する現象です。反りが制御されないと、たとえ完璧に製造されたボールグリッドであっても、期待される機能動作を満たせず、BGA (ボールグリッドアレイ) が基板に正しく装着されなくなります。ポリテックの非接触表面粗さ・形状測定機 TopMap シリーズでは、広い面積の反りを非接触で3次元的に確実に検出できるため、ダメージを明確に検出し、BGA (ボールグリッドアレイ) 製造工程に貴重なフィードバックとして提供することができます。
BGA (ボールグリッドアレイ) の品質検査と3次元形状測定
ポリテックの非接触表面粗さ・形状測定機 TopMap シリーズは3D形状も測定でき、強力なBGA (ボールグリッドアレイ) 品質管理ツールとなり得ます。 電子部品の形状測定、プリント基板の検査、はんだバンプ、BGA (ボールグリッドアレイ) の平坦度測定、合否判定、プリント基板製造工程のトラブルシューティングに使用できます。プリント基板やエレクトロニクスの製造工程に貴重なフィードバックを提供する非接触表面粗さ・形状測定機 TopMap シリーズは、エレクトロニクスやマイクロエレクトロニクスの品質管理工程に効率的に不可欠な要素になり得るものです。 通常、より高度で複雑なプリント基板は、層ごとに設計されるため、膜厚の測定 や複数の層の識別が必要となる場合があります。ポリテックの非接触表面粗さ・形状測定機 TopMap シリーズは、品質指標の1つである膜厚の測定において、さまざまなソリューションを提供します。
故障解析のためのプリント基板の特性評価、非接触での BGA (ボールグリッドアレイ) 平坦度検査など、デモのご依頼は、ポリテックまでご連絡ください。
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