A inspeção AOI depende de imagens de reflexão de luz visível e só pode capturar as características morfológicas da pasta de solda de superfície entre as placas de PCB e os pinos dos componentes. Depois que a solda completa o reFluxo e forma uma camada metálica densa, defeitos como vazios, pontes e deslocamentos abaixo dela ficam completamente fora da faixa de reconhecimento óptico. Esses problemas são particularmente prevalentes em pacotes BGA de passo de 0,4 mm e QFN sem fundo. Os dados de análise de falhas da linha de produção da JiaJinYuan nos últimos três anos mostram que as primeiras falhas de circuito aberto causadas por vazios são responsáveis por 68% das falhas relacionadas à solda, das quais 92% foram mostradas como qualificadas na inspeção AOI.
Na verdade, depuramos 37 linhas SMT e descobrimos que quando a taxa de alarme AOI está abaixo de 0,15%, a reinspeção por raio X revela continuamente uma taxa de vazios na junta de solda de 2,3% a 4,7%. Especialmente em dispositivos QFN com área de almofada térmica maior que 8mm², os vazios ficam concentrados na área central da almofada. Isso ocorre porque o gás de fluxo volátil fica preso pela solda de metal fundido durante o refluxo e não pode escapar, enquanto o sistema AOI não consegue reconhecer essas cavidades internas completamente cobertas.
As placas-mãe T-Box automotivas produzidas em massa de um cliente sofreram interrupções intermitentes de comunicação em três lotes consecutivos. A taxa de aprovação na inspeção completa do AOI foi de 99,98%, mas a taxa de falha no teste funcional atingiu 1,2%. Finalmente, usando o equipamento de raio X da JiaJinYuan em 100% de varredura antes do teste MTBF, aglomerados esféricos de vazios com diâmetro médio de 120μm foram localizados na parte inferior do chip de gerenciamento de energia U5, com uma proporção de volume de vazios de 31%, excedendo em muito o limite superior de 15% especificado no padrão IPC-A-610G. Se dependesse apenas da inspeção AOI, essas placas teriam falhado em lotes após três meses de operação nas instalações do cliente.
O sistema de raios X da JiaJinYuan usa uma fonte de raios X microfoco de 130kV emparelhada com um detector de pixel de 12μm, que pode resolver claramente bordas vazias de nível de 25μm com ampliação de 150x. Os operadores só precisam definir o ROI da área da junta de solda e clicar no reconhecimento automático, e o sistema calculará a proporção da área vazia em tempo real de acordo com os padrões IPC e marcará os avisos em vermelho. Todo o processo não requer experiência manual de interpretação de imagens. Em contraste com In, a inspeção AOI só pode gerar valores de correspondência de contorno para a mesma junta de solda e não pode estabelecer uma relação de mapeamento com o volume vazio.
Quando conduzimos a verificação comparativa em uma fábrica em Dongguan, tivemos o mesmo grupo de operadores inspecionando o mesmo lote de 500 placas-mãe de controle industrial com BGA usando AOI e X Ray respectivamente. AOI levou 21 minutos e não alarmou nenhuma anormalidade na junta de solda, enquanto o X Ray detectou 39 chips com vazios excessivos em 47 minutos, dos quais 17 vazios estavam localizados na segunda linha de bolas de solda BGA e completamente cobertos por bolas de solda superiores. Essa oclusão física estrutural determina que não importa o quanto o algoritmo seja atualizado, a inspeção AOI nunca poderá ultrapassar o limite de difração óptica.
