Cuando encontramos defectos de soldadura BGA en la línea de producción, nuestra primera reacción no es desmontar y reelaborar la placa, sino enviarla inmediatamente a una máquina de inspección por rayos X para ver las imágenes de la unión de soldadura. Esto se debe a que solo la inspección por rayos X puede penetrar el sustrato FR-4 y el paquete de plástico, reproduciendo verdaderamente la morfología de humectación, la distribución de huecos y la presencia de microfisuras en la interfaz entre la bola de soldadura y la almohadilla. In Por el contrario, AOI solo puede capturar imágenes de la superficie y las TIC están limitadas por el diseño del punto de prueba, lo que hace imposible ver el estado real de la conexión inferior.
In operación práctica, hemos descubierto que cuando una imagen de rayos X muestra múltiples puntos negros circulares con un diámetro superior a 0,15 mm en el área central de un BGA, se puede determinar básicamente como agregación de vacíos causada por una volatilización insuficiente de los residuos de flujo. En este punto, es necesario comprobar simultáneamente si la temperatura máxima de reflujo es demasiado baja, si la pureza del nitrógeno es inferior Al 99,99% y si el tamaño de apertura de la plantilla es un 8% más pequeño que la almohadilla. Cualquier ligera desviación en estas variables dificultará el escape de la soldadura en pasta durante la fase de fusión.
Para dispositivos QFN con paso de 0,4 mm, la inspección por rayos X debe utilizar un voltaje de tubo de ≥100 kV combinado con una fuente de rayos X de microfoco; de lo contrario, aparecerá una borrosidad obvia en los bordes de la imagen, lo que dificultará distinguir la extensión de la almohadilla y la altura de ascenso de la pasta de soldadura. Una vez utilizamos por error la configuración de 80 kV y pasamos tres lotes de placas de unión soldadas en frío, hasta que la verificación de la sección transversal reveló que no se formó ninguna unión metalúrgica efectiva en el filete de soldadura. Por lo tanto, la configuración de los parámetros de inspección por rayos X no es una plantilla fija y debe ajustarse dinámicamente según el espesor del dispositivo, la densidad de las juntas de soldadura y la estructura de laminación de la PCB.
Cuando el equipo de rayos X de Jia Jinyuan identifica automáticamente los defectos de las uniones de soldadura, su lógica de juicio para los puentes se basa en la tasa de cambio de gradiente en escala de grises de las uniones de soldadura adyacentes. Si la diferencia en la escala de grises entre dos bolas adyacentes es inferior Al 12 % y el ancho de la zona de transición excede el 30 % del diámetro de una sola bola, el sistema lo marca como sospechoso de puente. Sin embargo, en líneas de producción reales, hemos descubierto que este algoritmo generará falsas alarmas cuando el revestimiento de la almohadilla esté muy oxidado o el offset de impresión de la pasta de soldadura sea >0,05 mm. Por lo tanto, los ingenieros deben revisar manualmente la continuidad de la densidad del metal en la imagen y no pueden confiar completamente en las indicaciones del software.
Antes de realizar una inspección por rayos X, se debe confirmar que la superficie del tablero esté libre de residuos de adhesivo, manchas de huellas dactilares y deformaciones; de lo contrario, aparecerán artefactos en la imagen e interferirán con el juicio. Especialmente Al inspeccionar BGA con paso de 0,3 mm, incluso una deformación local de 0,02 mm hará que las uniones de soldadura inferiores pierdan el enfoque. In En este caso, se debe utilizar un dispositivo de vacío para aplanar el tablero antes de escanear, en lugar de aplicar a la fuerza un filtro de nitidez para remediar la borrosidad.
No esperamos las quejas de los clientes para iniciar la inspección por rayos X; en su lugar, incluimos placas BGA clave en la lista de inspección obligatoria del primer artículo para cada lote y utilizamos SPC para rastrear la tendencia de la proporción de áreas vacías. Una vez que la tasa de vacíos en la misma posición en cinco placas consecutivas excede el 18%, detenemos inmediatamente la línea para verificar la estabilidad de la cadena de la zona de temperatura del horno de reflujo, porque los datos demuestran que este umbral se acerca Al punto crítico de falla por fatiga térmica de la unión de soldadura.
