FPGA與PCB板焊接連接的實時失效檢測
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問題描述：
有哪些因素可造成焊接連接失效呢？
常見失效原因：
1）應力相關的失效 -- 針對工作中的器件
對工作中的器件，造成焊接連接失效的主要因素是熱-機械應力和震動應力。無論是震動，扭矩轉力，熱循環(huán)，材料膨脹，或環(huán)境中的其他應力，其不可避免的結果是由累積損傷造成的機械故障。在焊接連接中，損傷表現為器件與PCB連接處的裂縫。
現行的預測焊接連接失效的方法是統(tǒng)計退化模型。但是，由于統(tǒng)計在大量樣品存在時才具有實際意義，基于統(tǒng)計的模型充其量也只能是一種權宜的解決辦法。銳拓集團公司的SJ-BIST可以提供一個直接的，實時的衡量和預測焊接連接失效的手段。
因為焊接點失效也發(fā)生在生產制造過程中.Ridegtop-GroupSJ-BIST可以監(jiān)測到未安裝好 的FPGA。這些與制造業(yè)相關的故障有它自己的一套檢測的挑戰(zhàn)。目視檢查是目前所采用的確定在制造環(huán)境中的失效的方法。主要的缺點是無法進行測試和檢查焊點。
作為一個內嵌式軟核，Ridgetop-GroupSJ-BIST是在生產制造環(huán)境中真正適合PCB-FPGA監(jiān)測。
BGA封裝連接失效（用于熱循環(huán)）的定義：
業(yè)界關于BGA封裝連接失效的定義是：
?。保笥?00歐姆的峰值電阻持續(xù)200納秒或更長時間。
?。玻谝粋€失效事件發(fā)生后在10%的時間內發(fā)生10個或更多個失效事件。
焊接失效的類型：
1）焊接球裂縫
隨著時間的推移，焊接部位會因為累積應力的損傷而產生裂縫。裂縫常見于器件與PCB焊接的邊緣。裂縫會造成焊接球與BGA封裝器件或PCB板的部分分開。一種典型的裂縫位置在BGA封裝和焊接球之間,另一種典型的裂縫在PCB和焊接球之間.對已有裂縫的焊接球的繼續(xù)損傷就會導致另一種類型的失效-焊接球斷裂。
2）焊接球斷裂
3）缺少焊接球
導致裂縫,最終形成斷裂的后續(xù)機械應力還有可能導致斷裂的焊接球的錯位。缺失的焊接球不僅使該引腳的連接永久失效，而且錯位的焊接球可能會停留在另一個位置而導致另一個電路的不可想像的短路。
焊接球失效的電信號表現
解決方案：SJ-BIST實時檢測焊接狀態(tài)
在美國銳拓集團公司(Ridgetop-Group)的創(chuàng)新發(fā)明之前，沒有很好的,已知的辦法檢測工作中的FPGA的應力失效。目前生產制造中使用的目檢，光學，X-光和可靠性測試等技術很難奏效，因為反映為電信號失效的故障在器件沒有加電源的情況下基本上是看不到的。通過對將要發(fā)生的失效的早期檢測，SJ-BIST支持基于條件(condition-based)的設備維護并能減少間歇性失效。其卓越的靈敏度和精確度使SJ-BIST可以在兩個時鐘周期內發(fā)現和報告低至100歐姆的高電阻失效而且沒有誤報警。作為一個可縮放的解決方案，它可以附加在用戶的現存的測試中樞，不會額外增加資源。
銳拓集團公司的SJ-BIST是一個可以授權使用的知識產權內核。它的安裝不需要工具和設備。它是一個Verilog軟內核可以集成在用戶的FPGA中，只需在PCB上增加一個小電容以及在現有的測試程序中增加一小段代碼。在某些情況下，甚至電容也是不需要的。SJ-BIST會占用現有FPGA的門,250FPGA門就足夠了。
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