When performing BGA soldering quality assessment, we must rely on X Ray equipment to perform penetrating scans of solder joint cross-sections, as optical inspection is completely unable to identify void defects inside solder balls. The presence of voids directly reduces heat transfer efficiency and accelerates solder joint fatigue cracking; especially in automotive and industrial control products, excessive void rates often cause early failures.
嘉金源生产线目前采用2D X射线系统搭配自动识别软件,设置最小分辨率为5微米,放大倍数为1000倍,确保清晰捕捉直径大于15微米的微孔洞。影像擷取後,演算法自動分割焊球區域和空洞區域,並根據像素統計計算空洞率。整個過程無需人工選擇區域,避免了主觀錯誤。
In實際操作中,我們發現空洞並不是均勻分佈在焊球中心,而是經常沿著焊盤邊緣或錫膏印刷的偏移側聚集。這與回流焊接時助焊劑揮發通道堵塞、氮氣流量不足或鋼網孔徑設計不合理等密切相關。因此,我們將X光檢測結果回饋給錫膏印刷和回流爐參數團隊,將刮刀壓力調整到4.2公斤,將氮氧含量降低到100 PPM以下,將峰值溫度提高到238°C並維持65秒。作廢率從平均 7.3% 下降至 3.1%。
對於不同的包裝尺寸,可接受的無效率標準也必須動態調整。例如,0.4mm間距的QFN裝置允許單一焊點空洞率不超過3%,而1.27mm間距的SOIC則放寬至8%。但所有裝置必須符合IPC-A-610E Class 2中總空隙面積比例≤5%的硬性要求;否則,即使外觀再好,產品也無法發表。
我們曾經遇過某客戶訂單的一批GPU模組連續3次X Ray複檢不合格,空洞集中在角焊球處。最終的根本原因被確定為鋼網底部支撐塊存在 0.012mm 的高度偏差,導致局部焊膏厚度不足。更換為嘉金源訂製模板後,該批次一次就通過了檢驗。這表明無效X射線檢查不僅是最終檢查方法,而且是過程根本原因分析的關鍵輸入。
日常維護時,必須每天校準X射線設備的焦點位置和灰階閾值;否則,影像對比度降低將導致漏檢小空隙。上週,由於未能及時清潔偵測器窗口,32顆晶片被誤判為無效率合格,返工後實測值達9.7%。因此,在檢查前必須使用標準測試板進行影像一致性驗證,並且每班至少記錄兩次基線影像參數。




