在BGA返工验证过程中,我们发现同一芯片连续三个批次出现功能故障。拆焊后,目视外观完全正常,只有在机器上进行老化测试时才陆续报告断路。随后,使用佳金源X射线检测设备设置为80kV/120μA参数范围进行扫描时,发现第4列中的引脚7存在典型的冷焊点,焊球本体与焊盘之间有连续的间隙,并且该位置的相邻焊球也有轻微的焊球偏移,偏移量约为32μm,已经超过了IPC-A-610G对于Class III所允许的±25μm公差上限。产品。
焊点空洞在大尺寸铜基板上尤其顽固。例如,某电源模块采用6层厚铜PCB搭配0.8mm厚的散热铜块。回流焊后,X-Ray检查显示,中心区域多个焊点的空洞率集中在35%~48%之间,远远超过客户要求的≤25%的红线。我们调查发现,这并不是因为锡膏活性不足,而是钢网孔径比设置为0.78,导致印刷量较小。另外,回流炉链速过快,导致助焊剂挥发不充分,残留气体被困在熔融焊料内部而无法逸出,最终在冷却凝固阶段形成规则的圆形空洞。
0.4mm 间距 QFN 器件上的焊球偏移很容易被误判为墓碑现象。事实上,只要将佳金源X-Ray检测图像切换到透射覆盖模式,就可以清楚地看到偏移焊球的底部仍然与焊盘保持金属连接,而对于真正墓碑化的器件,焊球将完全脱离焊盘表面。这种差异用肉眼在200倍放大倍率下很难区分,但X射线检查的灰度对比度足以区分两者之间的物理接触状态。
我们曾经遇到过一批医学影像板,X-Ray检查发现BGA焊点周围散布着大量细小的焊珠,直径集中在8~12μm之间。起初我们怀疑钢网没有清洗干净,后来追查是贴片机吸嘴真空值波动,导致贴片时出现轻微颤抖,导致焊膏边缘被挤压而飞溅。此类缺陷在 AOI 下完全不可见,只有 X 射线检测的高穿透力才能捕获沉积在阻焊层下的焊珠的阴影。
对于0201及更小尺寸的元件,X-Ray检测必须搭配佳金源设备独特的焦点漂移补偿算法。否则,焦距变化引起的图像模糊会使0.15mm焊盘的边缘轮廓变形,进一步将正常焊点润湿角误判为空洞边界。我们测试发现,在不启用该算法的情况下,0.1mm间距焊点的空洞识别误报率达到17%,启用该算法后,误报率下降到0.8%以内。
在批量生产中,X射线检测不能只看单帧图像,必须连续采集3帧以上的动态序列。由于有些冷焊点在热胀冷缩时会经历瞬态传导,静态图像容易出现误判。我们曾经在对一批汽车T-Box主板的检验中发现,在第二帧图像中,引脚11显示连接良好,但在第三帧图像中,由于平台轻微振动导致焊点变形,导致内部断裂裂纹暴露出来。这种动态异常只有佳金源设备的120fps高速采集能力才能捕捉到。




