自20世紀80年代中后期開始,集成電路封裝技術(shù)就不斷向著高度集成化、高性能化、多引線和細間距化方向發(fā)展,并驅(qū)使著一些相關測試技術(shù)發(fā)生了演變和淘汰。在電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展壓力推動下,測試技術(shù)也像物種一樣,遵循著“適者生存”的簡單法則。留心看看測試技術(shù)的發(fā)展之路,可以幫助我們預測未來。自從表面貼裝技術(shù)(SMT)開始逐漸取代插孔式安裝技術(shù)以來,線路板上安裝的元件變得越來越小,而板上單位面積所包含的功能則越來越強大。就
自20世紀80年代中后期開始,集成電路封裝技術(shù)就不斷向著高度集成化、高性能化、多引線和細間距化方向發(fā)展,并驅(qū)使著一些相關測試技術(shù)發(fā)生了演變和淘汰。在
電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展壓力推動下,測試技術(shù)也像物種一樣,遵循著“適者生存”的簡單法則。留心看看測試技術(shù)的發(fā)展之路,可以幫助我們預測未來。
自從表面貼裝技術(shù)(
SMT)開始逐漸取代插孔式安裝技術(shù)以來,
線路板上安裝的元件變得越來越小,而板上單位面積所包含的功能則越來越強大。
就無源表面貼裝元件來說,十年前鋪天蓋地被大量使用的
0805元件,今天的使用量只占同類元件總數(shù)的大約10%;而
0603元件的用量也已在四年前就開始走下坡路,取而代之的是
0402元件。目前,更加細小的
0201元件則顯得風頭日盛。從0805轉(zhuǎn)向0603大約經(jīng)歷了十年時間。無疑,我們正處在一個加速小型化的年代。
再來看看表面貼裝的集成電路。從十年前占主導地位的四邊扁平封裝(
QFP)到今天的倒裝芯片(FC)技術(shù),其間涌現(xiàn)出五花八門的封裝形式,諸如薄型小引腳封裝(
TSOP)、球型陣列封裝(
BGA)、微小球型陣列封裝(μBGA)、芯片尺寸封裝(
CSP)等�?v觀芯片封裝技術(shù)的演變,其主要特征是元件的表面積和高度顯著減小,而元件的引腳密度則急劇增加。特別是BGA技術(shù),已成為現(xiàn)代高密度
IC封裝技術(shù)的主流,如圖1所示的NVIDIA公司的
GeForceFX圖形芯片(
GPU)含有1152個焊腳,是同等尺寸大小QFP所容納引腳數(shù)的3~4倍。但高I/O數(shù)也給傳統(tǒng)電路接觸測試(如
ICT)帶來挑戰(zhàn),同時BGA焊點隱藏在封裝體下面,無法進行人工目檢。
傳統(tǒng)測試技術(shù)面臨嚴峻挑戰(zhàn)
表面貼裝元件尺寸的不斷縮小和隨之而來的高密度電路安裝,對測試帶來了極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的人工目檢即使對于中等復雜程度的線路板(如300個元件、3500個節(jié)點的單面板)也顯得無所適從。
曾經(jīng)有人進行過這樣的試驗,讓四位經(jīng)驗豐富的檢驗員對同一塊板子的焊點質(zhì)量分別作四次檢驗。
結(jié)果是,第一位檢驗員查出了其中百分之四十四的缺陷,第二位檢驗員和第一位的結(jié)果有百分之二十八的一致性,第三位檢驗員和前二位有百分之十二的一致性,而第四位檢驗員和前三位只有百分之六的一致性。
這一試驗暴露了人工目檢的主觀性,對于高度復雜的表面貼裝電路板,人工目檢既不可靠也不經(jīng)濟。而對采用微小球型陣列封裝、芯片尺寸封裝和倒裝芯片的表面貼裝線路板,人工目檢實際上是不可能的。
不僅如此,由于表面貼裝元件引腳間距的減小和引腳密度的增大,傳統(tǒng)的電路接觸式測試受到了極大限制。據(jù)北美電子制造規(guī)劃組織預計,在2003年后利用在線測試對高密度封裝的表面貼裝線路板檢測