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X Ray检测主要用来检测焊点空洞、虚焊、锡球偏移

X Ray检测主要用来检测焊点空洞、虚焊、锡球偏移

我们在做BGA返修验证时发现同一颗芯片连续三批次出现功能失效,拆焊后外观检查完全正常,只有上机跑老化才陆续报开路,后来用佳金源X-Ray检测设备调到80kV/120μA参数档位扫片,才看到第4列第7脚存在典型虚焊,焊球本体与焊盘之间有连续性间隙,且该位置相邻焊球还伴随轻微锡球偏移,偏移量约32μm、已超出IPC-A-610G对Class III产品允许的±25μm公差上限。

焊点空洞问题在大尺寸铜基板上特别顽固,比如某款电源模块使用6层厚铜PCB搭配0.8mm厚度散热铜块,回流后X-Ray检测显示中心区域多个焊点空洞率集中分布在35%至48%,远超客户要求的≤25%红线,我们排查发现并非锡膏活性不足,而是钢网开孔比设定为0.78导致印刷体积偏小,加上回流炉链速过快使助焊剂挥发不充分,残余气体被包裹进熔融焊料内部无法逸出,最终在冷却凝固阶段形成规则圆形空洞。

锡球偏移在0.4mm pitch QFN器件上极易被误判为立碑,其实只要把佳金源X-Ray检测图像切换到透射叠加模式,就能清晰看到偏移焊球底部仍与焊盘保持金属连接,而真正立碑的器件其焊球会整体翘起脱离焊盘表面,这种差异在200倍放大下肉眼难辨,但X-Ray检测的灰度对比度足以区分二者物理接触状态。

我们曾遇到一批医疗影像板因X-Ray检测发现大量微小锡珠散落在BGA焊点周边,直径集中在8~12μm之间,起初怀疑是钢网清洗不净,后来追踪到贴片机吸嘴真空值波动导致芯片放置时发生微震颤,使锡膏边缘被挤压飞溅,这种缺陷在AOI下完全不可见,只有靠X-Ray检测的高穿透力才能捕捉到沉积在阻焊层下方的锡珠阴影。

对于0201及更小尺寸元件,X-Ray检测必须配合佳金源设备特有的焦点漂移补偿算法,否则因焦距变化导致的图像模糊会使0.15mm焊盘边缘轮廓失真,进而把正常的焊点润湿角误判为空洞边界,我们实测过未启用该算法时对0.1mm间距焊点的空洞识别误报率达17%,启用后降至0.8%以内。

批量生产中X-Ray检测不能只看单帧图像,必须连续采集3帧以上动态序列,因为某些虚焊焊点在热胀冷缩过程中会出现瞬态导通现象,静态图像容易漏判,我们曾在某批车载T-Box主板检测中发现第11脚在第2帧图像中显示良好连接,但在第3帧因载物台微振动引发焊点形变而暴露出内部断裂纹,这种动态异常只有靠佳金源设备的120fps高速采集能力才能捕获。

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