Durante a verificação de retrabalho do BGA, descobrimos que o mesmo chip apresentou falhas funcionais em três lotes consecutivos. Após a dessoldagem, a inspeção visual mostrou uma aparência completamente normal e os circuitos abertos só foram relatados um após o outro durante a execução de testes de envelhecimento na máquina. Mais tarde, ao usar o equipamento de inspeção de raios X JiaJinYuan definido para a faixa de parâmetros de 80kV/120μA para digitalização, descobrimos que o pino 7 na coluna 4 tinha uma junta de solda fria típica, com uma lacuna contínua entre o corpo da esfera de solda e a almofada, e a esfera de solda adjacente nesta posição também tinha um ligeiro deslocamento da esfera de solda, com um deslocamento de cerca de 32μm, que excedeu o limite superior da tolerância de ± 25μm permitida por IPC-A-610G para produtos Classe III.

A anulação da junta de solda é particularmente teimosa em substratos de cobre de grande porte. Por exemplo, um determinado módulo de energia usa uma PCB de cobre de 6 camadas de espessura emparelhada com um bloco de cobre de dissipação de calor de 0,8 mm de espessura. Após o reFluxo, a inspeção por raios X mostra que a taxa de vazios de múltiplas juntas de solda na área central está concentrada entre 35% e 48%, excedendo em muito a linha vermelha exigida pelo cliente de ≤25%. Nossa investigação descobriu que isso não se deve à atividade insuficiente da pasta de solda, mas à taxa de abertura do estêncil definida para 0,78, resultando em um pequeno volume de impressão. Além disso, a velocidade da cadeia do forno de refluxo é muito rápida, causando volatilização insuficiente do fluxo, e o gás residual fica preso dentro da solda fundida e não pode escapar, eventualmente formando vazios circulares regulares durante o estágio de resfriamento e solidificação.

O deslocamento da esfera de solda em dispositivos QFN com passo de 0,4 mm é facilmente confundido com marcação para exclusão. In fato, contanto que a imagem de inspeção de raio-X JiaJinYuan seja alternada para o modo de sobreposição de transmissão, pode ser visto claramente que a parte inferior da bola de solda deslocada ainda mantém uma conexão de metal com a almofada, enquanto para um dispositivo verdadeiramente marcado para exclusão, a bola de solda será completamente levantada da superfície da almofada. Essa diferença é difícil de distinguir a olho nu com uma ampliação de 200x, mas o contraste da escala de cinza da inspeção por raios X é suficiente para distinguir o estado de contato físico entre os dois.

Certa vez, encontramos um lote de placas de imagens médicas onde a inspeção por raios X encontrou um grande número de minúsculos grânulos de solda espalhados pelas juntas de solda BGA, com diâmetros concentrados entre 8 e 12 μm. A princípio, suspeitamos que o estêncil não foi limpo adequadamente, mas depois atribuímos isso a flutuações no valor do vácuo do bico montador, que causaram leves tremores durante a colocação do chip, fazendo com que a borda da pasta de solda fosse comprimida e respingada. Este tipo de defeito é completamente invisível sob AOI, e somente a alta penetração da inspeção por raios X pode capturar a sombra dos grânulos de solda depositados sob a máscara de solda.

Para componentes 0201 e de tamanho menor, a inspeção por raios X deve ser combinada com o algoritmo exclusivo de compensação de desvio de foco do equipamento JiaJinYuan. Caso contrário, o desfoque da imagem causado por alterações na distância focal distorcerá o contorno da borda da almofada de 0,15 mm e julgará ainda mais mal o ângulo normal de molhamento da junta de solda como um limite vazio. Testamos que quando este algoritmo não está habilitado, a taxa de falsos positivos para identificação de vazios de juntas de solda com passo de 0,1 mm chega a 17% e, após habilitá-lo, cai para 0,8%.

In produção em massa, a inspeção por raios X não pode apenas observar imagens de quadro único e deve coletar continuamente mais de 3 quadros de sequências dinâmicas. Como algumas juntas de solda fria sofrerão condução transitória durante a expansão e contração térmica, as imagens estáticas estão sujeitas a erros de julgamento. Certa vez, descobrimos na inspeção de um lote de placas-mãe T-Box automotivas que o pino 11 apresentava boa conexão na imagem do segundo quadro, mas no terceiro quadro, rachaduras internas foram expostas devido à deformação da junta de solda causada pela leve vibração do estágio. Este tipo de anormalidade dinâmica só pode ser capturada pela capacidade de aquisição de alta velocidade de 120fps do equipamento JiaJinYuan.