BGA开路检测：面向测试的设计方法

　　 球栅列阵封装 的日益发展和流行给制造商和设备供应商不断带来了新的挑战。由于隐藏焊点数量高，通过视觉检测或者电气检测无法检测缺陷，因此需要使用其它检测技术。

　　特别是BGA开路正在成为当前复杂的PCBA检测中最关键的缺陷类型之一。开路是视觉检测系统的一个常见问题。尽管X光可以“看到”焊点的直径差异，但通常很难检测出这些差异是否明显，即确定什么时候这些差异是真正的开路，什么时候属于制造流程正常变化。

　　欧洲一家大型电子签约制造商Selcom集团，十年前率先使用3D自动X光检测，在复杂电路板制造上改进流程控制和缺陷检测能力。BGA的日益流行给Selcom带来了新的挑战。他们决定在一个独特的研究中，把焊盘设计中面向测试设计方法与使用Open Outlier专利的自动X光检测技术相结合以解决这个问题。

　　Selcom面向测试的设计理念是改变焊盘形状，以便在回流焊过程中当与焊盘发生接触时，焊点形成一个形状，而当没有发生接触时，又会出现另一个明显不同的形状。在椭圆形焊盘中，焊锡在发生接触时会产生一个椭圆形状，而在没有发生接触时会保持圆形。维修人员便可以简便地区分良好的(椭圆形)焊点和开路(圆形)

　　焊点，并由此可以从X光系统中迅速检测出缺陷焊点（见图）。

　　图中，焊接良好时焊盘会形成椭圆形。若不发生接触，焊盘仍将保持圆形。通过采用Open Outlier专利技术的3D自动X光检测技术，维修人员只需在一系列椭圆中查找圆形，就可以简单地确定开路。

　　但是，在设计测试焊盘时需要考虑几个细节。一是焊点的强度和耐用性。焊点的强度取决于焊盘的尺寸。如果焊盘太小，那么会损害绝对强度，并且降低焊点的完整性。二是电路板空间影响着适应电路板上的通孔、铜箔和测试点的能力。如果焊盘太大，那么会影响电路板设计。最后，如果椭圆度太小，那么椭圆焊盘将更难与圆形开路焊点区分开来，由此损害系统精度，同时可能会提高测试误报率。

　　Selcom在使用椭圆焊盘和非椭圆焊盘的情况下测试了各种器件类型。研究结果表明，椭圆焊盘进一步扩大了自动X光检测的精度，特别是当3D自动X光和BGA Open Outlier专利技术结合使用时。圆形BGA焊盘缺陷检测率对于各种BGA达到了79%~90%。当对相同BGA设计了椭圆焊盘之后，缺陷检测率提高到93%~100%！
这是面向测试的设计研究工作，目的是在受控的环境下比较不同解决方案，并评估其在生产环境中的潜在应用。在测试效果、X光缺陷检测功能和维修效果方面的结果，预示了极具前景的BGA开路检测的新方法。您也可以考虑进行类似研究，以查看面向测试的设计和检测是如何影响及明显改善BGA开路缺陷检测功能。