В ходе проверки переделки BGA мы обнаружили, что один и тот же чип имел функциональные сбои в трех последовательных партиях. После распайки визуальный осмотр показал совершенно нормальный внешний вид, а об обрывах цепи сообщалось только один за другим при проведении тестов на старение машины. Позже, при использовании оборудования для рентгеновского контроля JiaJinYuan, настроенного на диапазон параметров 80 кВ/120 мкА для сканирования, мы обнаружили, что контакт 7 в столбце 4 имел типичное соединение холодной пайки с непрерывным зазором между корпусом шарика припоя и площадкой, а соседний шарик припоя в этом положении также имел небольшое смещение шарика припоя, со смещением около 32 мкм, что превышало верхний предел допуска ± 25 мкм, разрешенный стандартом. IPC-A-610G для продуктов класса III.
Образование пустот в паяных соединениях особенно стойкое на медных подложках большого размера. Например, в определенном модуле питания используется медная печатная плата толщиной 6 слоев в сочетании с медным теплоотводящим блоком толщиной 0,8 мм. После оплавления рентгеновский контроль показывает, что уровень пустот в нескольких паяных соединениях в центральной зоне составляет от 35% до 48%, что намного превышает требуемую заказчиком красную линию в размере ≤25%. Наше исследование показало, что это происходит не из-за недостаточной активности паяльной пасты, а из-за того, что коэффициент апертуры трафарета установлен на 0,78, что приводит к небольшому объему печати. In Кроме того, скорость цепи печи оплавления слишком высока, что приводит к недостаточному испарению флюса, а остаточный газ задерживается внутри расплавленного припоя и не может выйти наружу, в конечном итоге образуя регулярные круглые пустоты на стадиях охлаждения и затвердевания.
Смещение шарика припоя на устройствах QFN с шагом 0,4 мм легко ошибочно принять за надгробие. In Факт: пока рентгеновское изображение JiaJinYuan переключено в режим наложения передачи, можно ясно видеть, что нижняя часть смещенного шарика припоя все еще сохраняет металлическое соединение с площадкой, в то время как для действительно надгробного устройства шарик припоя будет полностью поднят с поверхности площадки. Эту разницу трудно различить невооруженным глазом при 200-кратном увеличении, но контраста оттенков серого при рентгеновском контроле достаточно, чтобы различить состояние физического контакта между ними.
Однажды мы столкнулись с партией плат для медицинской визуализации, где рентгеновский контроль обнаружил большое количество крошечных шариков припоя, разбросанных вокруг паяных соединений BGA, диаметром от 8 до 12 мкм. Сначала мы заподозрили, что трафарет не был очищен должным образом, но позже связали это с колебаниями величины вакуума монтировочного сопла, из-за чего при установке чипа возникали легкие толчки, из-за которых край паяльной пасты сдавливался и разбрызгивался. Этот тип дефекта совершенно невидим под АОИ, и только рентгеновский контроль с высокой проникающей способностью позволяет уловить тень шариков припоя, осажденных под паяльной маской.
Для компонентов размером 0201 и меньше рентгеновский контроль должен сочетаться с уникальным алгоритмом компенсации дрейфа фокуса оборудования JiaJinYuan. В противном случае размытие изображения, вызванное изменениями фокусного расстояния, приведет к искажению контура края площадки толщиной 0,15 мм и дальнейшему ошибочному восприятию нормального угла смачивания паяного соединения как границы пустоты. Мы проверили, что, когда этот алгоритм не включен, уровень ложных срабатываний при идентификации пустот в паяных соединениях с шагом 0,1 мм достигает 17 %, а после его включения он снижается до 0,8 %.
In массовое производство, рентгеновский контроль не может просматривать только однокадровые изображения и должен непрерывно собирать более 3 кадров динамических последовательностей. Поскольку некоторые соединения холодной пайки испытывают переходную проводимость во время теплового расширения и сжатия, статические изображения склонны к ошибочным суждениям. Однажды при проверке партии автомобильных материнских плат T-Box мы обнаружили, что на втором кадре изображение контакта 11 показало хорошее соединение, но на третьем кадре были обнаружены внутренние трещины из-за деформации паяного соединения, вызванной небольшой вибрацией каскада. Этот вид динамических аномалий можно зафиксировать только с помощью высокоскоростного оборудования JiaJinYuan, обеспечивающего высокоскоростную съемку данных со скоростью 120 кадров в секунду.
