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Blogue PCB
Analyse de la défaillance de la connexion de soudage entre la FPGA et la carte PCB
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Analyse de la défaillance de la connexion de soudage entre la FPGA et la carte PCB

Analyse de la défaillance de la connexion de soudage entre la FPGA et la carte PCB

2022-03-04
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Author:pcb

FPGA pour la plupart des produits électroniques PCB boardSystème, Comprend de nombreux secteurs d'activité et de défense, La plupart des FPGA sont encapsulés BGA. BGA apparaît, C'est devenu un choix à haute densité, Haute performance, Multifonction, haute fiabilité/O - Pin Package for VLSI chips such as CPU and North - South Bridge. Its features are:
1. Bien que je/O augmentation de la goupille, L'espacement des broches est beaucoup plus grand que qfp, thus improving the assembly yield;
2. Bien que sa consommation d'énergie ait augmenté, BGA peut être soudé par la méthode de la puce pliante contrôlée, Appelé soudage C4, which can improve its electrothermal performance:
3. L'épaisseur a plus que doublé/2. Comparé au qfp, Plus de 3 fois moins de poids/4;
4. Réduction des paramètres parasitaires, Faible délai de transmission du signal, and the frequency of use is greatly improved;
5. Le soudage coplanaire peut être utilisé pour l'assemblage, with high reliability;
6. Le paquet BGA reste le même que qfp et PGA, which occupies too much substrate area;

PCB board

Solder joint failure failures frequently occur in FGPAs, Dans tous les types de produits commerciaux et de défense. Lorsque FPGA est encapsulé dans BGA, La FPGA est sujette aux défauts de soudage. Impossible d'isoler la cause de la défaillance de la soudure, La détection précoce est très difficile, Les défaillances intermittentes peuvent s'aggraver au fil du temps jusqu'à ce que l'équipement ne fonctionne pas de façon fiable ou ne fonctionne pas.. Cependant,, Comme c'est souvent le cas, Ce problème peut être résolu, Voici le Groupe ridgetop SJ - BIST. En général, welding failure means that the welded joint breaks under certain conditions due to various factors (such as: stress, Température, Matériaux, Qualité du soudage et conditions de travail réelles, Attendez..). En cas de défaillance du connecteur, Les composants étroitement liés séparent partiellement, Déchirure et dilatation, Dommages à la structure soudée, Arrêter l'équipement et affecter la production normale.

Qu'est - ce qui cause la défaillance des connexions soudées?
Common failure reasons:
1) Stress-related failures-for devices in operation
Usually, the defects of the Matériaux itself (such as chemical composition inhomogeneity, local micro-cracks), Fissures froides et chaudes, Pénétration incomplète, Inclusion de scories, Porosité et sous - cotation dans la soudure pour diverses raisons, Attendez.., Pendant le soudage. The high residual stress in the near seam area (including the structural stress of the phase transformation of the weld and the heat affected zone), Ramollissement à haute température pendant le soudage et fragilisation après refroidissement, Est - ce la cause profonde de la défaillance articulaire?, Peut également causer une défaillance articulaire. La rupture fragile ou l'expansion du Joint fournit les conditions. À l'heure actuelle, la méthode de prédiction de la défaillance des joints soudés est le modèle de dégradation statistique.. Cependant,, Parce que les statistiques n'ont de sens que lorsqu'il y a un grand nombre d'échantillons, Les modèles statistiques ne sont au mieux qu'un palliatif.. SJ - BIST du Groupe raytor peut fournir directement, Méthode de mesure et de prévision en temps réel de la défaillance des joints soudés.

2) Failures related to manufacturing production
Because solder joint failures also occur during the manufacturing process. Le Groupe ridegtop SJ BIST peut détecter les FPGA non installés. Ces défauts liés à la fabrication ont leurs propres défis de détection. L'inspection visuelle est la méthode actuellement utilisée pour déterminer les défaillances dans l'environnement de fabrication.. Le principal inconvénient est que les soudures ne peuvent pas être testées et vérifiées.. L'inspection visuelle est limitée aux soudures sur les drains extérieurs de la FPGA., La taille de la carte de circuit et d'autres composants de montage de surface limitent la visibilité supplémentaire. Avec l'augmentation de la densité du réseau d'emballage BGA, La déviation de la sphère d'étain devient plus stricte. Dans un petit paquet BGA, Il y a des milliers de boules de soudure avec 1.0 mm de hauteur et 0.Diamètre de la bille de 60 mm. Dans ce cas,, Le réglage insuffisant du tampon de soudage et le soudage insuffisant sont les principales raisons de la rupture du tampon de soudage et de la rupture partielle.. Même une radiographie à 100% ne garantit pas que la soudure se brise lorsque la soudure n'a pas mouillé le pad.. Un autre défaut concerne la pénétration des billes de soudage et des capillaires dans les trous de galvanoplastie et n'est pas facile à identifier., Même aux rayons X.. En tant que noyau souple intégré, Le Groupe ridgetop SJ - BIST est parfait pour PCB boardSurveillance FPGA dans l'environnement de fabrication.
Definition of BGA package connection failure (for thermal cycling):

The industry's definition of BGA package connection failure is:
1) Peak resistance greater than 300 ohms for 200 ns or more.
2) 10 or more failure events occur 10% of the time after 1 failure event.

Types of Weld Failures:
1) Solder ball crack
Real-time failure detection of soldered connections between a working FPGA and a PCB board. Avec le temps, Les soudures peuvent présenter des fissures en raison des dommages causés par les contraintes accumulées.. Les fissures sont courantes au bord du dispositif soudé au PCB. Les fissures peuvent entraîner la séparation de la bille de soudage du paquet BGA ou de la partie PCB.. L'emplacement typique de la fissure est entre le paquet BGA et la bille de soudage., Une autre fissure typique est PCB board Et des boules d'étain.. Les dommages continus à la bille fissurée peuvent causer un autre type de défaillance - la rupture de la bille..
2) Solder ball breakage
Real-time failure detection of soldered connections between a working FPGA and a PCB board. En cas de fissure, Les contraintes subséquentes peuvent entraîner la rupture de la bille. La rupture peut entraîner des billes de soudage et PCB board Séparation complète, Provoque un long circuit ouvert, Contamination et oxydation des surfaces fracturées. Le résultat final est une dégradation de la connexion avec un court - circuit intermittent jusqu'à ce qu'un circuit ouvert plus long se produise..
3) Missing solder balls
Subsequent mechanical stresses that lead to cracks, Et ça finit par causer des fractures., Cela peut également entraîner un mauvais alignement de la bille de soudure fracturée.. Une boule de soudure manquante non seulement désactive la connexion de la goupille, Mais une boule de soudure mal placée peut se coincer dans une autre position, provoquant un court - circuit inimaginable dans l'autre circuit.

Signes électriques d'une défaillance de la bille d'étain: l'ouverture et la fermeture périodiques de la bille d'étain peuvent causer une défaillance intermittente du signal électrique. Vibrationss, Sports, Changement de température, Ou d'autres contraintes peuvent provoquer l'ouverture ou la fermeture de la bille de soudage fissurée, Cause un signal électrique intermittent. Matériaux flexibles pour Robots PCB board L'usine permet également ce signal intermittent, Comme les ruptures et les fermetures dues aux contraintes de vibration, L'ouverture et la fermeture imprévisibles des circuits à billes de soudage peuvent entraîner des signaux intermittents. Ce problème intermittent est difficile à diagnostiquer. En outre, - moi./Il est pratiquement impossible de mesurer la résistance du réseau soudé dans le circuit tampon autour de la FPGA. A device that fails in a working FPGA may pass without any fault finding (NTF) on the test bed because the solder joints are temporarily connected. De nombreux utilisateurs trouvent que la FPGA ne fonctionne pas correctement, C'est pour cette raison que la FPGA fonctionnera correctement en appuyant manuellement sur la touche p..

Détection en temps réel des défauts de soudage entre la FPGA et la FPGA PCB board Pendant le travail: SJ BIST détecte l'état de soudage en temps réel. Actuellement, Inspection visuelle et autres techniques, Vision, Les essais de radiographie et de fiabilité utilisés dans l'industrie manufacturière sont difficiles parce que la réflexion est électrique.. La défaillance du signal est largement invisible lorsque l'équipement n'est pas sous tension.. Détection précoce des défaillances imminentes, SJ - BIST prend en charge l'entretien de l'équipement basé sur l'état et réduit les défaillances intermittentes. Sa sensibilité et sa sensibilité supérieures permettent au SJ - BIST de détecter et de dépanner une haute résistance jusqu'à 100 ohms sans fausse alarme en deux cycles d'horloge. En tant que solution évolutive, Il peut se connecter au centre de test existant de l'utilisateur sans ajouter de ressources supplémentaires.

La plupart des systèmes électroniques utilisent la lgfp, Comprend de nombreux secteurs d'activité et de défense, La plupart des FPGA sont encapsulés BGA. BGA apparaît, C'est devenu un choix à haute densité, Haute performance, Multifonction, haute fiabilité/O - Pin Package for VLSI chips such as CPU and North - South Bridge. Its features are:
1. Bien que je/O augmentation de la goupille, L'espacement des broches est beaucoup plus grand que qfp, thus improving the assembly yield;
2. Bien que sa consommation d'énergie ait augmenté, BGA peut être soudé par la méthode de la puce pliante contrôlée, Appelé soudage C4, which can improve its electrothermal performance:
3. L'épaisseur a plus que doublé/2. Comparé au qfp, Plus de 3 fois moins de poids/4;
4. Réduction des paramètres parasitaires, Faible délai de transmission du signal, and the frequency of use is greatly improved;
5. Le soudage coplanaire peut être utilisé pour l'assemblage, with high reliability;
6. Le paquet BGA reste le même que qfp et PGA, which occupies too much substrate area;

Solder joint failure failures frequently occur in FGPAs, Dans tous les types de produits commerciaux et de défense. Lorsque FPGA est encapsulé dans BGA, La FPGA est sujette aux défauts de soudage. Impossible d'isoler la cause de la défaillance de la soudure, La détection précoce est très difficile, Les défaillances intermittentes peuvent s'aggraver au fil du temps jusqu'à ce que l'équipement ne fonctionne pas de façon fiable ou ne fonctionne pas.. Cependant,, Comme c'est souvent le cas, Ce problème peut être résolu, Voici le Groupe ridgetop SJ - BIST. En général, welding failure means that the welded joint breaks under certain conditions due to various factors (such as: stress, Température, material, Qualité du soudage et conditions de travail réelles, Attendez..). En cas de défaillance du connecteur, Les composants étroitement liés séparent partiellement, Déchirure et dilatation, Dommages à la structure soudée, Arrêter l'équipement et affecter la production normale.

Qu'est - ce qui cause la défaillance des connexions soudées?
Common failure reasons:
1) Stress-related failures - for devices in operation
Usually, the defects of the material itself (such as chemical composition inhomogeneity, local micro-cracks), Fissures froides et chaudes, Pénétration incomplète, Inclusion de scories, Porosité et sous - cotation dans la soudure pour diverses raisons, Attendez.., Pendant le soudage. The high residual stress in the near seam area (including the structural stress of the phase transformation of the weld and the heat affected zone), Ramollissement à haute température pendant le soudage et fragilisation après refroidissement, Est - ce la cause profonde de la défaillance articulaire?, Peut également causer une défaillance articulaire. La rupture fragile ou l'expansion du Joint fournit les conditions. À l'heure actuelle, la méthode de prédiction de la défaillance des joints soudés est le modèle de dégradation statistique.. Cependant,, Parce que les statistiques n'ont de sens que lorsqu'il y a un grand nombre d'échantillons, Les modèles statistiques ne sont au mieux qu'un palliatif.. SJ - BIST du Groupe raytor peut fournir directement, Méthode de mesure et de prévision en temps réel de la défaillance des joints soudés.

2) Failures related to manufacturing production
Because solder joint failures also occur during the manufacturing process. Le Groupe ridegtop SJ BIST peut détecter les FPGA non installés. Ces défauts liés à la fabrication ont leurs propres défis de détection. L'inspection visuelle est la méthode actuellement utilisée pour déterminer les défaillances dans l'environnement de fabrication.. Le principal inconvénient est que les soudures ne peuvent pas être testées et vérifiées.. L'inspection visuelle est limitée aux soudures sur les drains extérieurs de la FPGA., La taille de la carte de circuit et d'autres composants de montage de surface limitent la visibilité supplémentaire. Avec l'augmentation de la densité du réseau d'emballage BGA, La déviation de la sphère d'étain devient plus stricte. Dans un petit paquet BGA, Il y a des milliers de boules de soudure avec 1.0 mm de hauteur et 0.Diamètre de la bille de 60 mm. Dans ce cas,, Le réglage insuffisant du tampon de soudage et le soudage insuffisant sont les principales raisons de la rupture du tampon de soudage et de la rupture partielle.. Même une radiographie à 100% ne garantit pas que la soudure se brise lorsque la soudure n'a pas mouillé le pad.. Un autre défaut concerne la pénétration des billes de soudage et des capillaires dans les trous de galvanoplastie et n'est pas facile à identifier., Même aux rayons X.. En tant que noyau souple intégré, Le Groupe ridgetop SJ - BIST est parfait pour PCB boardSurveillance FPGA dans l'environnement de fabrication.
Definition of BGA package connection failure (for thermal cycling):

The industry's definition of BGA package connection failure is:
1) Peak resistance greater than 300 ohms for 200 ns or more.
2) 10 or more failure events occur 10% of the time after 1 failure event.

Types of Weld Failures:
1) Solder ball crack
Real-time failure detection of soldered connections between a working FPGA and a PCB board. Avec le temps, Les soudures peuvent présenter des fissures en raison des dommages causés par les contraintes accumulées.. Les fissures sont courantes au bord du dispositif soudé au PCB. Les fissures peuvent entraîner la séparation de la bille de soudage du paquet BGA ou de la partie PCB.. L'emplacement typique de la fissure est entre le paquet BGA et la bille de soudage., Une autre fissure typique est PCB board Et des boules d'étain.. Les dommages continus à la bille fissurée peuvent causer un autre type de défaillance - la rupture de la bille..
2) Solder ball breakage
Real-time failure detection of soldered connections between a working FPGA and a PCB board. En cas de fissure, Les contraintes subséquentes peuvent entraîner la rupture de la bille. La rupture peut entraîner des billes de soudage et PCB board Séparation complète, Provoque un long circuit ouvert, Contamination et oxydation des surfaces fracturées. Le résultat final est une dégradation de la connexion avec un court - circuit intermittent jusqu'à ce qu'un circuit ouvert plus long se produise..
3) Missing solder balls
Subsequent mechanical stresses that lead to cracks, Et ça finit par causer des fractures., Cela peut également entraîner un mauvais alignement de la bille de soudure fracturée.. Une boule de soudure manquante non seulement désactive la connexion de la goupille, Mais une boule de soudure mal placée peut se coincer dans une autre position, provoquant un court - circuit inimaginable dans l'autre circuit.

Signes électriques d'une défaillance de la bille d'étain: l'ouverture et la fermeture périodiques de la bille d'étain peuvent causer une défaillance intermittente du signal électrique. Vibration, Sports, Changement de température, Ou d'autres contraintes peuvent provoquer l'ouverture ou la fermeture de la bille de soudage fissurée, Cause un signal électrique intermittent. Matériaux flexibles pour Robots PCB board L'usine permet également ce signal intermittent, Comme les ruptures et les fermetures dues aux contraintes de vibration, L'ouverture et la fermeture imprévisibles des circuits à billes de soudage peuvent entraîner des signaux intermittents. Ce problème intermittent est difficile à diagnostiquer. En outre, - moi./Il est pratiquement impossible de mesurer la résistance du réseau soudé dans le circuit tampon autour de la FPGA. A device that fails in a working FPGA may pass without any fault finding (NTF) on the test bed because the solder joints are temporarily connected. De nombreux utilisateurs trouvent que la FPGA ne fonctionne pas correctement, C'est pour cette raison que la FPGA fonctionnera correctement en appuyant manuellement sur la touche p..

Détection en temps réel des défauts de soudage entre la FPGA et la FPGA PCB board Pendant le travail: SJ BIST détecte l'état de soudage en temps réel. Actuellement, Inspection visuelle et autres techniques, Vision, Les essais de radiographie et de fiabilité utilisés dans l'industrie manufacturière sont difficiles parce que la réflexion est électrique.. La défaillance du signal est largement invisible lorsque l'équipement n'est pas sous tension.. Détection précoce des défaillances imminentes, SJ - BIST prend en charge l'entretien de l'équipement basé sur l'état et réduit les défaillances intermittentes. Sa sensibilité et sa sensibilité supérieures permettent au SJ - BIST de détecter et de dépanner une haute résistance jusqu'à 100 ohms sans fausse alarme en deux cycles d'horloge. En tant que solution évolutive, Il peut se connecter au centre de test existant de l'utilisateur sans ajouter de ressources supplémentaires PCB board.