BGA 칩을 재작업할 때 모든 솔더볼이 패키지 아래 숨겨져 있기 때문에 볼 마운팅 품질을 육안이나 AOI만으로는 판단할 수 없습니다. X-Ray 검사만이 세라믹 또는 플라스틱 캡슐을 관통하여 각 납땜 접합부의 실제 상태를 명확하게 표시할 수 있습니다. JiaJinYuan 재작업 스테이션에 볼 장착을 완료한 후 즉시 검사를 위해 보내야 합니다. 그렇지 않으면 후속 리플로우 중에 문제가 발생하면 콜드 솔더 조인트가 볼 장착 편차 또는 비정상적인 용광로 온도로 인해 발생했는지 추적하는 것이 불가능합니다.

X-Ray 검사 이미지에서 단일 솔더 볼이 상당히 작거나 가장자리가 흐릿한 것으로 확인되면 볼 장착 중 솔더 페이스트 양이 부족하거나 전체 영역을 덮지 않는 뜨거운 공기 온도가 원인일 가능성이 높습니다. 인접한 여러 개의 솔더 볼이 회색 그림자를 끌어내면 스퀴지 압력이 너무 높아 솔더 페이스트가 끌리고 변형된다는 의미입니다. 이러한 유형의 결함은 기존의 육안 검사에서는 전혀 보이지 않지만 X-Ray에서는 국부적인 밀도 증가와 함께 연속적인 회색 띠를 형성합니다.

우리는 재작업 후 기능 테스트 통과율이 73%에 불과한 676핀 BGA 배치를 본 적이 있습니다. 분해해 보면 대부분의 실패 지점이 48개의 코너 솔더 볼에 집중되어 있는 것으로 나타났습니다. X-Ray 재시험 결과 이러한 위치의 보이드 비율은 일반적으로 35%를 초과했으며, 이는 IPC-A-610에서 허용하는 25% 상한선을 훨씬 초과하는 것으로 나타났습니다. 추가 조사를 통해 JiaJinYuan 재작업 스테이션의 열풍 노즐이 0.15mm의 오프셋으로 보정되어 불균일한 국지적 가열과 플럭스의 폭발적인 휘발을 일으키는 것으로 확인되었습니다.

0.4mm 피치의 BGA의 경우 X-Ray 장비는 100kV 이상의 튜브 전압과 5μm 수준의 마이크로 포커스를 지원해야 합니다. 그렇지 않으면 솔더볼 경계에 고스팅이 나타나 오판율이 40%에 달하게 됩니다. 우리의 생산 라인은 X-Ray 기계를 지원하는 JiaJinYuan을 표준으로 사용합니다. 이 기계의 자동 인식 알고리즘은 각 솔더 볼의 직경, 진원도 및 평균 회색조를 개별적으로 표시하고 SPC 분석을 위해 CSV를 내보내 수동 이미지 판독으로 인한 주관적 오류를 방지합니다.

In 실제 작업에서 X-Ray 검사 결과는 최종 납땜 수율과 밀접한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 특정 배치 이미지의 중앙 영역에 있는 솔더 볼의 평균 회색조가 주변 영역의 회색조보다 8% 낮을 때 해당 배치에 대한 리플로우 후 개방 회로 불량률은 필연적으로 약 12%까지 상승합니다. 이는 볼 장착 단계에서 솔더 페이스트가 약간 산화되었음을 나타냅니다. 겉모습은 온전하지만 활동성이 심각하게 감소했습니다. 이때 이 솔더 페이스트 캔은 단종되고 새로 개봉된 배치로 교체되어야 합니다.

JiaJinYuan 재작업 스테이션의 볼 장착 고정 장치의 반복 위치 정확도는 명목상 ±0.02mm이지만 장기간 사용 후 분기별 교정을 수행하지 않으면 측정된 오프셋이 ±0.07mm에 도달할 수 있습니다. X-Ray 이미지는 전체 솔더볼 행이 규칙적으로 기울어져 있음을 보여줍니다. 이때 단순히 화로 온도를 조절하는 것은 의미가 없습니다. 먼저 Fixture의 기계적 재설정을 수행하고 X-Ray를 사용하여 기준점 오프셋이 ±0.03mm 이내로 돌아가는지 확인해야 합니다.