Entenda quais defeitos de solda podem ser observados sob componentes terminados por baixo e quando a re-trabalho de BGA pode ser necessário.
As juntas de solda BGA, QFN, LGA e CSP estão localizadas abaixo do pacote do componente. Uma vez que a soldagem esteja completa, essas conexões não podem ser totalmente inspecionadas com uma câmera ou microscópio.
A inspeção por raios X cria uma imagem interna do pacote, das juntas de solda, pads e outras estruturas sem desmontar a montagem da PCB.
A inspeção visual pode confirmar a posição do componente, polaridade e juntas de solda visíveis. Não pode mostrar a estrutura de solda completa sob um pacote de terminação inferior.
Um BGA pode parecer corretamente posicionado enquanto contém vazios, pontes, solda insuficiente ou conexões ausentes por baixo. Esses defeitos podem causar falhas funcionais imediatas ou problemas intermitentes durante a operação.
Vazios aparecem como áreas mais claras dentro da imagem da junta de solda mais escura. Os raios X permitem que o operador examine seu tamanho, número e posição.
A aceitação de vazios não pode ser determinada apenas pela aparência. O nível permitido depende do pacote, junta de solda, especificação do cliente e método de inspeção.
Pontes aparecem quando a solda conecta duas esferas ou pads adjacentes que deveriam permanecer eletricamente separados.
Os raios X são particularmente úteis quando a ponte está completamente oculta sob o pacote.
Uma junta com solda insuficiente pode parecer menor ou menos densa do que as juntas circundantes.
O operador deve comparar a junta suspeita com outras esferas na mesma linha, pacote e montagem.
Solda excessiva pode produzir formas de junta ampliadas ou irregulares. Pode aumentar o risco de pontes ou indicar deposição inconsistente de pasta de solda.
Uma esfera ausente, depósito de pasta incompleto ou conexão aberta pode aparecer como uma posição vazia ou irregular dentro do padrão BGA.
Algumas condições de junta aberta são difíceis de provar usando uma única imagem 2D. Testes elétricos ou inspeção adicional ainda podem ser necessários.
Os raios X podem mostrar se as esferas BGA estão centralizadas sobre os pads da PCB e se o pacote se deslocou durante o reflow.
Imagens de solda irregulares, alongadas ou distorcidas podem indicar movimento, má molhagem, excesso de solda ou outra anomalia no processo.
A montagem da PCB é posicionada dentro do armário de inspeção blindado. A fonte de raios X passa radiação através da amostra, enquanto o detector registra diferenças na espessura e densidade do material.
Materiais densos, como a solda, absorvem mais raios X e aparecem mais escuros na imagem. Vazios, lacunas e áreas de menor densidade aparecem mais claras.
O operador ajusta a posição da amostra, ampliação, contraste da imagem e configurações de raios X para examinar o pacote e as juntas de solda individuais.
Comece com uma visão completa do BGA para verificar a posição do pacote e a distribuição das esferas de solda.
Compare fileiras, colunas, cantos e juntas centrais. Procure esferas ausentes, pontes, tamanhos inconsistentes e densidade incomum.
Após identificar uma área suspeita, aumente a ampliação e inspecione a junta em relação às esferas de solda vizinhas.
Uma única junta não deve ser avaliada sem contexto.
Compare juntas com tamanhos de pad, tamanhos de esfera e condições térmicas semelhantes. Conexões em cantos, centrais e pads de aterramento podem produzir aparências diferentes em raios X devido às suas áreas de cobre e transferência de calor serem diferentes.
Imagens de referência de montagens conhecidas como boas podem melhorar a consistência da inspeção.
A inspeção por raios X pode ser usada durante a produção de primeira peça para confirmar que o processo de reflow cria juntas de solda ocultas aceitáveis.
Se defeitos forem encontrados repetidamente na mesma localização, revise a impressão da pasta de solda, o design do estêncil, o posicionamento dos componentes, a condição dos pads e o perfil de temperatura de reflow.
Os raios X identificam o resultado interno. Ele não identifica automaticamente a causa raiz.
Um BGA substituído deve ser inspecionado após o reflow para verificar alinhamento, pontes, vazios e consistência das esferas de solda.
O processo usual é:
Inspeção por Raios X → Avaliação de Defeitos → Remoção de BGA → Preparação dos Pads → Alinhamento de Componentes → Reflow → Inspeção de Raios X Pós-Reparo
Os testes elétricos e funcionais devem ser realizados quando exigido pela especificação de montagem.
A inspeção por raios X examina estruturas internas, mas não pode confirmar todos os aspectos da qualidade da montagem da PCB.
Não mede contaminação iônica, não prova a resistência mecânica da junção de solda ou confirma a funcionalidade elétrica completa. Alguns defeitos também podem exigir inspeção angular, tomografia computadorizada, análise de seção cruzada ou teste elétrico.
Use raios X junto com inspeção visual, AOI, teste elétrico e teste funcional de acordo com os requisitos do produto.
Inspecione as primeiras montagens após ajustar o processo de impressão, colocação e refluxo.
Repita a inspeção após mudar a pasta de solda, estêncil, componente, velocidade do transportador ou perfil de temperatura.
Use raios X quando testes funcionais indicarem um possível problema oculto na junção de solda.
Inspecione antes da re-trabalho para identificar o defeito e após o re-trabalho para verificar a nova estrutura de solda.
A inspeção periódica pode detectar mudanças na impressão, colocação e refluxo antes que afetem um lote de produção maior.
Comece com as dimensões da PCB e dos componentes, tipo de pacote e defeitos que devem ser inspecionados.
Também confirme a resolução de imagem necessária, ampliação, campo de visão, posicionamento da amostra, armazenamento de imagem e volume de produção. Requisitos para visualização angular, inspeção automatizada ou conexão com sistema de produção devem ser especificados antes de selecionar o equipamento.
O requisito de inspeção deve determinar a configuração do sistema—não apenas a ampliação.
A DEZ-X7600 é utilizado para inspeção não destrutiva de BGA, QFN, LGA, CSP e outros componentes com conexões de solda ocultas.
Ajuda os operadores a examinar vazios, pontes, solda insuficiente, conexões ausentes e desalinhamento de pacote durante o desenvolvimento de processos, inspeção de produção e análise de falhas.
Veja o Sistema de Inspeção por Raios X DEZ-X7600
Quando a inspeção confirma que um pacote deve ser substituído, a DEZ fornece duas configurações de retrabalho BGA.
A Estação de Retrabalho BGA Semi-Automática DEZ-R820 utiliza aquecimento controlado e alinhamento óptico para substituição de BGA, QFN e CSP.
A Estação de Retrabalho BGA Automática DEZ-R880A adiciona movimento controlado por servo, alinhamento óptico e aquecimento programável para operações de retrabalho automatizadas.
Envie as dimensões da PCB, tipo de pacote, tamanho do componente e defeito a ser inspecionado. Amostras de PCBAs e imagens de raios X existentes podem ser usadas para avaliar a necessidade de inspeção.
