BGAおよび隠れたはんだ接合部のX線検査

BGA、QFN、LGA、およびCSPは、コンポーネントパッケージの下にあるはんだ接続に見られます。はんだ付けが完了すると、これらの接続はカメラや顕微鏡で完全に検査することはできません。

X線検査は、PCBアセンブリを解体することなく、パッケージ、はんだ接続、パッド、およびその他の構造の内部画像を作成します。

---

視覚検査だけでは不十分な理由

目視検査は、コンポーネントの位置、極性、可視のはんだ接続を確認できますが、ボトムターミネーションパッケージの下にある完全なはんだ構造を示すことはできません。

BGAは正しく配置されているように見えても、内部にボイド、ブリッジ、不十分なはんだまたは不足している接続がある可能性があります。これらの欠陥は、即時の機能障害や動作中のインターミッテントな問題を引き起こす可能性があります。

---

X線検査が検出できるもの

空虚

ボイドは、暗いはんだ接続画像の中に明るい領域として現れます。X線により、オペレーターはそのサイズ、数、および位置を調べることができます。

ボイドの受入れは見た目だけでは判断できません。許容レベルは、パッケージ、はんだ接続、顧客の仕様、および検査方法によって異なります。

はんだブリッジ

ブリッジは、はんだが隣接する2つのボールまたはパッドを接続し、電気的に分離されるべき場合に現れます。

ブリッジがパッケージの下で完全に隠れている場合、X線は特に有用です。

はんだ不十分

不十分なはんだの接続は、周囲の接続よりも小さく、または密度が低く見えることがあります。

オペレーターは、疑わしい接続を同じ行、パッケージ、およびアセンブリ内の他のボールと比較するべきです。

過剰はんだ

はんだの過剰は、拡大または不規則な接続形状を生じることがあります。これは、ブリッジのリスクを増加させるか、はんだペーストの塗布が不均一であることを示している可能性があります。

はんだ接合が欠落しています

ボールの欠落、不完全なペーストの堆積、または開放接続は、BGAパターン内の空または不規則な位置として現れることがあります。

一部のオープンジョイント状況は、単一の2D画像を使用して証明することが難しいです。電気テストや追加の検査が依然として必要な場合があります。

パッケージの不整合

X線は、BGAボールがPCBパッドの上に中心に合っているかどうか、またパッケージが再フロー中に移動したかどうかを示すことができます。

不規則なボール形状

不均一で、長細いまたは変形したはんだの画像は、動き、不十分な濡れ、過剰なはんだ、または他のプロセス異常を示す可能性があります。

---

BGA X線検査の仕組み

PCBアセンブリはシールドされた検査キャビネット内に配置されています。X線源がサンプルを通過して放射線を通し、検出器が材料の厚さと密度の違いを記録します。

はんだのような密度の高い材料はX線をより多く吸収し、画像では暗く表示されます。空洞、隙間、低密度の領域は明るく表示されます。

オペレーターはサンプルの位置、拡大、画像のコントラスト、X線設定を調整して、パッケージおよび個々のはんだ接合部を検査します。

---

完全なBGAパターンを確認する

BGAの全体像から始めて、パッケージの位置とはんだボールの分布を確認します。

行、列、コーナー、中心の接合部を比較します。欠落したボール、ブリッジ、サイズの不均一、異常な密度を探します。

疑わしい領域を特定した後、拡大を増やし、隣接するはんだボールと関係で接合部を検査します。

---

類似のはんだ接合部を比較する

単一の接合部は文脈なしで評価されるべきではありません。

同様のパッドサイズ、ボールサイズ、熱条件の接合部を比較します。コーナー、センター、および接地パッドの接続は、銅領域と熱伝達が異なるため、異なるX線の外観を生成する可能性があります。

既知の良好なアセンブリからの参照画像は、検査の一貫性を向上させることができます。

---

リフロー後のX線検査

X線検査は初回生産中に使用され、リフロー工程が隠れたはんだ接合部を受け入れ可能に作成することを確認します。

同じ場所で繰り返し欠陥が見つかった場合は、はんだペースト印刷、テンプレート設計、部品配置、パッドの状態、およびリフロー温度プロファイルを確認します。

X線は内部の結果を特定しますが、根本原因を自動的には特定しません。

---

BGAリワーク後のX線検査

交換したBGAはリフロー後に検査して、整列、ブリッジ、空洞、はんだボールの一貫性を確認する必要があります。

通常のプロセスは次の通りです：

X線検査 → 欠陥評価 → BGA除去 → パッド準備 → コンポーネント整列 → リフロー → 再作業後のX線検査

組立仕様が要求する場合、電気的および機能的テストを行う必要があります。

---

X線検査は他のテストを代替するものではありません

X線検査は内部構造を調べますが、PCB組立の品質のすべての側面を確認することはできません。

これはイオン汚染を測定したり、はんだ接合部の機械的強度を証明したり、完全な電気機能を確認したりするものではありません。一部の欠陥には、角度検査、コンピュータ断層撮影、断面分析、または電気テストが必要な場合もあります。

製品の要件に従って、X線と視覚検査、AOI、電気テスト、機能テストを併用してください。

---

BGAジョイントはいつ検査すべきですか？

最初の生産

印刷、部品配置、リフロー工程を設定した後、最初の組立を検査してください。

リフロー プロファイルの変更

はんだペースト、ステンシル、部品、コンベヤ速度、または温度プロファイルを変更した後、再検査を行ってください。

プロセス障害分析

機能テストが隠れたはんだ接合部の問題の可能性を示唆する場合は、X線を使用します。

BGAリワーク

再作業前に欠陥を特定するために検査を行い、再作業後に新しいはんだ構造を確認します。

プロセスモニタリング

定期的な検査により、印刷、部品配置、リフローにおける変化を、大規模生産バッチに影響を及ぼす前に検出できます。

---

PCBA X線検査システムの選択

PCBと部品の寸法、パッケージタイプ、検査しなければならない欠陥から始めてください。

必要な画像解像度、倍率、視野、サンプルの位置決め、画像ストレージ、製造量も確認してください。角度の視聴、 自動検査、または生産システム接続の要件は、機器を選択する前に指定する必要があります。

検査要件は、システム構成を決定すべきです - 倍率だけではありません。

---

DEZ-X7600 PCBA X線検査システム

その DEZ-X7600 は、隠されたはんだ接続を持つBGA、QFN、LGA、CSPなどのコンポーネントの非破壊検査に使用されます。

これはオペレーターがプロセス開発、生産検査および故障解析中に空洞、ブリッジ、はんだ不足、接続の欠如、パッケージのずれを検査するのに役立ちます。

DEZ-X7600 X線検査システムを見る

---

X線検査および BGAリワーク

検査によりパッケージを交換する必要があることが確認されると、DEZは2つのBGAリワーク構成を提供します。

その DEZ-R820 セミオートマチックBGAリワークステーション BGA、QFN、およびCSPの交換のために、制御された加熱と光学的アライメントを使用します。

その DEZ-R880A 自動BGAリワークステーション サーボ制御の移動、光学的アライメント、およびプログラム可能な加熱を追加し、自動リワーク操作を行います。

---

X線検査テストをリクエストする

PCBの寸法、パッケージタイプ、部品サイズ、検査する欠陥を送信してください。サンプルPCBAおよび既存のX線画像を使用して、検査要件を評価することができます。