BGA的检测挑战

在电子和半导体行业中，BGA（球栅阵列）焊接连接应用非常广泛，最典型的例子是微处理器的安装。BGA封装的一大优势在于能够充分利用整个封装表面，而不必裸露周边。一个BGA通常由数百个单独的焊球组成。为确保电气元件正常工作，必须保证每个焊球都能形成牢固的焊点连接。

确保这一点的唯一方法是进行百分之百全检，即对每个焊球进行三维测量（3D测量）。需要测量的关键尺寸包括球栅排列、球高或球共面性。此外，还需检测是否存在焊球缺失或基板缺陷。在百分之百可控的条件下，可以检测和筛选出不符合质量要求的BGA。如果在焊接工艺前就能剔除存在缺陷的BGA，就可节省大量成本。

整个BGA的3D测量任务极具挑战性，除了需要满足上述测量要求外，还必须在很短时间内测量大量的焊球是否符合各项质量标准。为确保极高的吞吐量并支持百分之百在线检测，测量系统必须能够同时测试多个BGA。

Chromasens—完美测量设备

Chromasens 3DPIXA Wave凭借其高分辨率2D彩色图像、高精度3D测量以及超高采集速率，成为这种复杂3D视觉应用的完美测量设备。

Chromasens针对测量任务开发了所有主要元件，包括：硬件（如3DPIXA线阵扫描相机）；光源组件（如Corona II组合光源）；高端光源控制器（如XLC4光源控制器）；此外，Chromasens产品还包括用于相机参数化或3D结果计算的配套软件，确保所有元件彼此兼容，并提供一站式技术支持，从硬件到软件的完整测量解决方案。

测试设置工作原理

测试设置如下图所示：

安装3DPIXA线阵扫描相机与BGA 表面呈5度角，以此确保光源明场元件发挥正常功能；穹顶光源（漫射光源）用于大角度范围照亮BGA焊球，漫射光源从各个方向均匀照射焊球，确保可基于立体图像数据对焊球表面进行理想的3D数据重建。

明场光源：用于照亮BGA基板，使基板表面明显照亮，纹理清晰，从而确保能够顺利进行3D重建。暗场元件：用于检测基板表面上的缺陷、灰尘或其他污染物。 3种光源颜色：可获得高信息密度的图像，从而检测所有质量特性。

图一：测试设置示意图

下图为使用10μm dual 3DPIXA相机(CP000600-D02-010-150)和组合光源(CP000606)采集的BGA图像示例。

图二：BGA测试图像示例

结论

3DPIXA检测系统利用最先进的机器视觉方法和图像捕获技术，具备强大的BGA质量保证检测能力。该展检测统可在很短时间内高精度地执行多项测量任务。而高分辨率RGB彩色图像与3D测量的独特组合，使我们能够进行全面且灵活的BGA 3D测量。 

3DPIXA 10μm dual和18mm x 18mm BGA尺寸（包括置球），每秒可以测量80个BGA。（一行8个BGA，每秒10行）。本报告中测量的BGA类型包含217个焊球。即，使用一台3DPIXA wave相机，在严格的100%检测场景每秒可以测量17360个焊球。

图三：部分BGA检测示例

同时，Chromasens 3DPIXA视觉系统的画质符合半导体和电子行业的高标准要求。为满足不同应用需求，Chromasens还可提供各种3D相机和线阵光源，并能根据客户需求提供定制化及完全集成的视觉系统解决方案。如需进一步了解，欢迎通过在线客服联系我们。