Ao realizar a avaliação da qualidade da soldagem BGA, devemos confiar no equipamento de Raio X para realizar varreduras penetrantes das seções transversais das juntas de solda, já que a inspeção óptica é completamente incapaz de identificar defeitos vazios dentro das esferas de solda. A presença de vazios reduz diretamente a eficiência da transferência de calor e acelera a trinca por fadiga das juntas de solda; especialmente em produtos de controle automotivo e industrial, taxas excessivas de vazios geralmente causam falhas precoces.
A linha de produção da JiaJinYuan atualmente usa um sistema de raio X 2D emparelhado com software de reconhecimento automático, definido para uma resolução mínima de 5 micrômetros e uma ampliação de 1000x, garantindo a captura clara de microvazios maiores que 15 micrômetros de diâmetro. Após a aquisição da imagem, o algoritmo segmenta automaticamente a região da esfera de solda e a região vazia e calcula a taxa de vazios com base nas estatísticas de pixel. Todo o processo não requer seleção manual de região, evitando erros subjetivos.
Na operação real do In, descobrimos que os vazios não são distribuídos uniformemente no centro das esferas de solda, mas geralmente se agregam ao longo da borda da almofada ou no lado deslocado da impressão da pasta de solda. Isto está intimamente relacionado com canais de volatilização de Fluxo bloqueados durante o refluxo, fluxo insuficiente de nitrogênio ou design de abertura de estêncil irracional. Portanto, enviamos os resultados da inspeção por raio X para as equipes de parâmetros do forno de refluxo e impressão da pasta de solda, ajustando a pressão do rodo para 4,2 kg, reduzindo o conteúdo de nitrogênio e oxigênio para menos de 100 PPM, elevando a temperatura de pico para 238°C e mantendo-a por 65 segundos. A taxa de anulação caiu de uma média de 7,3% para 3,1%.
Para diferentes tamanhos de embalagens, os critérios aceitáveis de taxa de vazios também devem ser ajustados dinamicamente. Por exemplo, dispositivos QFN com passo de 0,4 mm permitem uma taxa de vazios de junta de solda única de não mais que 3%, enquanto SOIC com passo de 1,27 mm é relaxado para 8%. No entanto, todos os dispositivos devem atender ao requisito rígido da IPC-A-610E Classe 2 de que a proporção total da área vazia seja ≤5%; caso contrário, mesmo que a aparência seja boa, o produto não poderá ser liberado.
Certa vez, encontramos um lote de módulos de GPU para um pedido de cliente que falhou na reinspeção do X Ray três vezes consecutivas, com vazios concentrados nas esferas de solda dos cantos. A causa raiz final foi identificada como um desvio de altura de 0,012 mm no bloco de suporte inferior do estêncil, levando a uma espessura local insuficiente da pasta de solda. Depois de ser substituído por um estêncil personalizado JiaJinYuan, o lote passou na inspeção na primeira tentativa. Isso mostra que a inspeção por Raio X de vazios não é apenas um método de inspeção final, mas também uma entrada importante para a análise da causa raiz do processo.
Durante a manutenção diária, a posição do foco e o limite da escala de cinza do equipamento de Raio X devem ser calibrados todos os dias; caso contrário, o contraste reduzido da imagem levará à falha na detecção de pequenos vazios. Na semana passada, devido à falha na limpeza da janela do detector a tempo, 32 chips foram mal avaliados como tendo taxas de vazios aceitáveis, e o valor real medido após o retrabalho atingiu 9,7%. Portanto, uma placa de teste padrão deve ser usada para verificação da consistência da imagem antes da inspeção, e os parâmetros da imagem de base devem ser registrados pelo menos duas vezes por turno.
