When we encounter BGA soldering defects on the production line, our first reaction is not to disassemble and rework the board, but to immediately send the board to an X-Ray inspection machine to view the solder joint imaging. This is because only X-Ray inspection can penetrate the FR-4 substrate and plastic package, truly reproducing the wetting morphology, void distribution, and presence of microcracks at the interface between the solder ball and the pad. In contrast, AOI can only capture surface images, and ICT is limited by test point layout, making it impossible to see the actual bottom connection state.
In practical operation, we have found that when an X-Ray image shows multiple circular black spots with a diameter exceeding 0.15mm In the central area of a BGA, it can be basically determined as void aggregation caused by insufficient volatilization of Flux residues. At this point, it is necessary to simultaneously check whether the peak reflow temperature is too low, whether the nitrogen purity is below 99.99%, and whether the stencil aperture size is 8% smaller than the pad. 이러한 변수에 약간의 차이가 있으면 용융 단계에서 솔더 페이스트의 배출이 방해됩니다.
0.4mm 피치 QFN 장치의 경우 X선 검사에서는 마이크로초점 X선 소스와 결합된 ≥100kV의 튜브 전압을 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 이미지 가장자리에 뚜렷한 흐림 현상이 나타나 패드 확장과 솔더 페이스트 상승 높이를 구별하기 어렵게 됩니다. 한때 우리는 80kV 설정을 실수로 사용하여 단면 검증에서 솔더 필렛에 효과적인 야금 결합이 형성되지 않았다는 사실이 드러날 때까지 세 개의 냉간 솔더 조인트 보드 배치를 통과했습니다. 따라서 X-Ray 검사 매개변수 설정은 고정된 템플릿이 아니며 장치 두께, 납땜 접합 밀도 및 PCB 적층 구조에 따라 동적으로 조정되어야 합니다.
Jia Jinyuan의 X-Ray 장비가 솔더 조인트 결함을 자동으로 식별할 때 브리징에 대한 판단 논리는 인접한 솔더 조인트의 그레이스케일 그라데이션 변화율에 따라 달라집니다. 인접한 두 볼 사이의 그레이스케일 차이가 12% 미만이고 전환 영역 너비가 단일 볼 직경의 30%를 초과하는 경우 시스템은 이를 브리징 의심으로 표시합니다. 그러나 실제 생산 라인에서는 패드 도금이 심하게 산화되거나 솔더 페이스트 인쇄 오프셋이 >0.05mm일 때 이 알고리즘이 잘못된 경보를 생성한다는 것을 발견했습니다. 따라서 엔지니어는 이미지에서 금속 밀도의 연속성을 수동으로 검토해야 하며 소프트웨어 프롬프트에 전적으로 의존할 수는 없습니다.
X-Ray 검사를 수행하기 전에 보드 표면에 접착제 잔여물, 지문 얼룩 및 뒤틀림이 없는지 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 이미지에 아티팩트가 나타나 판단을 방해하게 됩니다. 특히 0.3mm 피치 BGA를 검사할 때 국부적으로 0.02mm의 휨이 있어도 하단 솔더 조인트의 초점이 흐려집니다. In 이 경우, 흐릿함을 해결하기 위해 샤프닝 필터를 강제로 적용하는 대신 스캔하기 전에 진공 고정 장치를 사용하여 보드를 평평하게 만들어야 합니다.
우리는 고객 불만이 X-Ray 검사를 시작하기를 기다리지 않습니다. 대신 각 배치의 첫 번째 품목 필수 검사 목록에 주요 BGA 보드를 포함하고 SPC를 사용하여 보이드 영역 비율의 추세를 추적합니다. 5개의 연속 보드에서 동일한 위치의 보이드율이 18%를 초과하면 즉시 라인을 중지하여 리플로우 오븐 온도 구역 체인의 안정성을 확인합니다. 데이터에 따르면 이 임계값이 솔더 조인트 열 피로 실패의 임계점에 접근하고 있음이 입증되었기 때문입니다.
