Актуальность
Полное отсутствие контакта с выводом испытуемого изделия ЭКБ в требуемых климатических условиях (например, граничные рабочие температуры) приводит к невозможности функционального и параметрического контроля. Нестабильный контакт приводит к падению напряжения на нем и недостоверным результатам параметрического контроля. Особенно сильно данные проблемы проявляются при работах с ИС в BGA корпусах, рассмотрим причины возникновения проблем на их основе.
Способы контактирования с шариком припоя
Для контактирования с шариком припоя BGA корпуса используются односторонние или двухсторонние «прижимы». Данный способ контактирования часто отказывает при положительных или отрицательных температурах из-за деформации «прижимов» или приводит к большому сопротивлению контакта из-за слоя окисла между «прижимом» и шариком. Другой способ контактирования с шариками припоя – это пружины. Проблемы возникают такие же, что и у вышеприведенных «прижимов», но к ним добавляется особенная нестабильность между контактированиями, вызванная каждый раз
новым положением пружины. Данный способ контактирования позволяет обеспечить качественный контакт с низким сопротивлением за счет механического «врезания» контакта в шарик припоя, а диэлектрик обеспечивает упругость. Недостатками данной конструкции является крайне высокая стоимость и невозможность работать в широком диапазоне температур, так как диэлектрик теряет свои свойства.
Контактирование посредством подпружиненного разветвляющегося контактного разъема также позволяет получиь достаточно хороший контакт за счет «притирания» к шарику припоя, но это может приводить к деформации шарика и исключить возможность многократного контактирования, которая необходима при проведении дополнительных испытаний. Распространенным и достаточно качественным способом контактирования с шариками припоя являются подпружиненные контактные разъемы (POGO-PIN, test prob
e) с корональной заточкой. Недостатки контактирующих устройств на их основе проявляются из-за применения POGO-PIN с узким диапазоном температур, неподходящей заточкой или материалом покрытия, который особенное значение приобрел с появлением шариков по бессвинцовой технологии. У всех вышеперечисленных способов контактирование есть недостаток, заключающийся в падении напряжении на контакте при протекании значительных токов, что приводит к недостоверным результатам измерений, например, высоких и низких логических уровней. Данный способ контактирования позволяет получить достоверный результат при любом качестве контакта и носит имя барона Кельвина (Уильяма Томсона), впервые занявшегося этой проблемой.
Способ контактирования с оснасткой
Способ контактирования с оснасткой также имеет большое значение, так как в свою очередь определяет качество контактирования изделия ЭКБ с оснасткой. Основные способы контактирования:
- прижим пружинами;
- пайка true hall, т. е. выводы контактирующего устройства вставляются в отверстия печатной платы и запаиваются;
- прижим POGO-PIN.
Пайка является самым надежным способом контактирования с минимальным сопротивлением, но для BGA печатные платы оснастки требуют трудоемкой разработки и обладают высокой стоимостью изготовления, так как необходимо выполнять высокие технологические требования. Дополнительными недостатками такого способа являются сложность монтажа и невозможность смены контактирующего устройства в дорогостоящей оснастке.