Les joints de soudure BGA, QFN, LGA et CSP sont situés sous l'emballage du composant. Une fois le soudage terminé, ces connexions ne peuvent pas être entièrement inspectées avec une caméra ou un microscope.
L'inspection par rayons X crée une image interne de l'emballage, des joints de soudure, des pads et d'autres structures sans démonter l'assemblage PCB.
Pourquoi l'inspection visuelle n'est pas suffisante
L'inspection visuelle peut confirmer la position du composant, la polarité et les joints de soudure visibles. Elle ne peut pas montrer la structure de soudure complète sous un emballage à terminaison inférieure.
Un BGA peut sembler correctement positionné tout en contenant des vides, des ponts, une soudure insuffisante ou des connexions manquantes en dessous. Ces défauts peuvent provoquer une défaillance fonctionnelle immédiate ou des problèmes intermittents pendant l'opération.
Ce que l'inspection par rayons X peut détecter
Vides
Les vides apparaissent comme des zones plus claires à l'intérieur de l'image du joint de soudure plus sombre. Les rayons X permettent à l'opérateur d'examiner leur taille, leur nombre et leur position.
L'acceptation des vides ne peut pas être déterminée uniquement par leur apparence. Le niveau permis dépend de l'emballage, du joint de soudure, des spécifications du client et de la méthode d'inspection.
Ponts de soudure
Les ponts apparaissent lorsque la soudure connecte deux billes ou pads adjacents qui devraient rester électriquement séparés.
Les rayons X sont particulièrement utiles lorsque le pont est complètement caché sous l'emballage.
Soudure insuffisante
Un joint avec une soudure insuffisante peut sembler plus petit ou moins dense que les joints environnants.
L'opérateur doit comparer le joint suspect avec d'autres billes dans la même rangée, l'emballage et l'assemblage.
Soudure excédentaire
Un excès de soudure peut produire des formes de joints agrandies ou irrégulières. Cela peut augmenter le risque de ponts ou indiquer un dépôt de pâte à souder incohérent.
Soudures manquantes
Une bille manquante, un dépôt de pâte incomplet ou une connexion ouverte peuvent apparaître comme une position vide ou irrégulière dans le motif BGA.
Certaines conditions de joints ouverts sont difficiles à prouver en utilisant une seule image 2D. Des tests électriques ou une inspection supplémentaire peuvent encore être nécessaires.
Alignement de paquet
Les rayons X peuvent montrer si les billes BGA sont centrées sur les pads PCB et si l'emballage a été déplacé lors du reflow.
Forme de balle irrégulière
Des images de soudure inégales, allongées ou déformées peuvent indiquer un mouvement, un mauvais mouillage, un excès de soudure ou une autre anomalie de processus.
Comment fonctionne l'inspection des rayons X BGA
L'assemblage de la carte PCB est positionné à l'intérieur de l'armoire d'inspection blindée. La source de rayons X fait passer des radiations à travers l'échantillon, tandis que le détecteur enregistre les différences d'épaisseur et de densité des matériaux.
Les matériaux denses tels que la soudure absorbent plus de rayons X et apparaissent plus sombres dans l'image. Les vides, les espaces et les zones de faible densité apparaissent plus clairs.
L'opérateur ajuste la position de l'échantillon, le grossissement, le contraste de l'image et les réglages des rayons X pour examiner le paquet et les joints de soudure individuels.
Inspecter le modèle BGA complet
Commencez par une vue complète du BGA pour vérifier la position du paquet et la répartition des billes de soudure.
Comparez les rangées, les colonnes, les coins et les joints centraux. Recherchez les billes manquantes, les ponts, les tailles incohérentes et une densité inhabituelle.
Après avoir identifié une zone suspecte, augmentez le grossissement et inspectez le joint par rapport aux billes de soudure voisines.
Comparer des joints de soudure similaires
Un seul joint ne doit pas être évalué sans contexte.
Comparez les joints avec des tailles de pads, de billes et des conditions thermiques similaires. Les connexions d'angle, du centre et des pads de mise à la terre peuvent produire des apparences de rayons X différentes en raison de leurs surfaces en cuivre et de leur transfert de chaleur différents.
Des images de référence d'assemblages connus comme étant bons peuvent améliorer la cohérence de l'inspection.
Inspection par rayons X après refusion
L'inspection par rayons X peut être utilisée lors de la production de l'article initial pour confirmer que le processus de refusion crée des joints de soudure cachés acceptables.
Si des défauts sont trouvés à plusieurs reprises au même endroit, examinez l'impression de pâte à souder, la conception du pochoir, le placement des composants, l'état des pads et le profil de température de refusion.
Les rayons X identifient le résultat interne. Ils n'identifient pas automatiquement la cause profonde.
Inspection par rayons X après refonte BGA
Un BGA remplacé doit être inspecté après la refusion pour vérifier l'alignement, les ponts, les vides et la cohérence des billes de soudure.
Le processus habituel est :
Inspection par rayons X → Évaluation des défauts → Retrait du BGA → Préparation du pad → Alignement des composants → Refusion → Inspection par rayons X post-retravail
Les tests électriques et fonctionnels doivent être effectués lorsque requis par la spécification d'assemblage.
L'inspection par rayons X ne remplace pas d'autres tests
L'inspection par rayons X examine les structures internes, mais elle ne peut pas confirmer chaque aspect de la qualité de l'assemblage des PCB.
Elle ne mesure pas la contamination ionique, ne prouve pas la résistance mécanique des joints de soudure ou ne confirme pas la fonctionnalité électrique complète. Certains défauts peuvent également nécessiter une inspection angulaire, une tomographie calculée, une analyse de coupe transversale ou des tests électriques.
Utilisez les rayons X en complément de l'inspection visuelle, de l'AOI, des tests électriques et des tests fonctionnels selon les exigences du produit.
Quand les joints BGA doivent-ils être inspectés ?
Première production
Inspectez les premiers assemblages après avoir réglé le processus d'impression, de placement et de refusion.
Modifications du profil de refonte
Répétez l'inspection après le changement de la pâte à souder, de la pochoir, du composant, de la vitesse du convoyeur ou du profil de température.
Analyse des échecs de processus
Utilisez les rayons X lorsque les tests fonctionnels indiquent un problème possible de joint de soudure caché.
Reworking BGA
Inspectez avant les retouches pour identifier le défaut et après les retouches pour vérifier la nouvelle structure de soudure.
Surveillance des processus
Une inspection périodique peut détecter des changements dans l'impression, le placement et la refusion avant qu'ils n'affectent un lot de production plus important.
Sélectionner un système d'inspection X-Ray PCBA
Commencez par les dimensions du PCB et des composants, le type d'emballage et les défauts à inspecter.
Confirmez également la résolution d'image requise, le grossissement, le champ de vision, le positionnement de l'échantillon, le stockage d'image et le volume de production. Les exigences pour la visualisation angulaire, l'inspection automatisée ou la connexion au système de production doivent être spécifiées avant de sélectionner l'équipement.
L'exigence d'inspection doit déterminer la configuration du système — pas uniquement le grossissement.
Système d'inspection par rayons X DEZ-X7600 PCBA
La DEZ-X7600 est utilisé pour l'inspection non destructive des BGA, QFN, LGA, CSP et autres composants avec des connexions de soudure cachées.
Il aide les opérateurs à examiner les vides, les ponts, la soudure insuffisante, les connexions manquantes et le désalignement du paquet lors du développement de processus, de l'inspection de production et de l'analyse des défaillances.
Voir le système d'inspection par rayons X DEZ-X7600
Inspection par rayons X et Reworking BGA
Lorsque l'inspection confirme qu'un paquet doit être remplacé, DEZ fournit deux configurations de rework BGA.
La Station de rework BGA semi-automatique DEZ-R820 utilise un chauffage contrôlé et un alignement optique pour le remplacement des BGA, QFN et CSP.
La Station de rework BGA automatique DEZ-R880A ajoute un mouvement contrôlé par servo, un alignement optique et un chauffage programmable pour des opérations de rework automatisées.
Demander un test d'inspection par rayons X
Envoyez les dimensions de la PCB, le type de package, la taille du composant et le défaut à inspecter. Des échantillons de PCBAs et des images RX existantes peuvent être utilisés pour évaluer le besoin d'inspection.
