BGA X-ray incelemesinin gizli lehim köprülerini, boşlukları, eksik bilyeleri ve hizalama hatalarını nasıl ortaya çıkardığını ve hangi görüntüleme özelliklerinin gerçekten önemli olduğunu öğrenin.
TarafındanyöneticiA BGA X-ray inceleme makinesi mühendislerin BGA, CSP, QFN ve LGA paketlerinin altında gizli olan lehim bağlantılarını incelemesini sağlar.
Bir QFP çevresindeki bacakların veya delikli montajlı bir bileşendeki görünür bağlantıların aksine, BGA lehim bilyeleri bileşen gövdesi ile PCB arasında yer alır. AOI ve görsel inceleme, bileşen konumunu ve çevresel koşulları doğrulayabilir ancak gizli lehim düzeninin tamamını doğrudan inceleyemez.
X-ray görüntüleme, lehim bağlantılarının yansıtılan yoğunluk ve şekil farklılıklarını göstererek bu görünürlük sorununu çözer. Bir montaj sonraki üretim aşamasına geçmeden önce köprüleri, eksik bilyeleri, boşlukları, anormal lehim hacmini ve paket hizalama hatalarını ortaya çıkarabilir.
Ancak bir X-ray görüntüsü, eksiksiz bir elektriksel test veya güvenilirlik testi değildir. Bazı açık devreler, head-in-pillow kusurları ve mikro çatlakların doğrulanması için açılı görüntüleme, CT, elektriksel test veya tahribatlı analiz gerekebilir.
Bir BGA paketi doğru konumlandırılmış görünebilir ancak altında yine de kusurlar bulunabilir.
Bir lehim köprüsü iki komşu bilyeyi birbirine bağlayabilir. Bir konumda yetersiz lehim bulunabilir veya hiç bilye olmayabilir. Boşluklar bağlantının bir bölümünü kaplayabilir; düzensiz yeniden akış veya paket hareketi ise lehim düzenini PCB pedlerinden kaydırabilir.
Bu kusurlar nihai montajdan sonra keşfedildiğinde özellikle maliyetlidir. Ürün işlevsel teste, sistem entegrasyonuna veya müşteri kullanımına geçmiş olabilir; bu da teşhis ve yeniden işlemeyi çok daha zor hâle getirir.
Bu nedenle, BGA X-ray incelemesi ve yeniden işleme yalnızca bir görüntü alıp hızlı bir görsel değerlendirme yapmak yerine kontrollü bir süreç olarak ele alınmalıdır.
Bir X-ray inceleme sistemi üç temel bölümden oluşur: X-ray kaynağı, incelenen PCBA ve dijital detektör.
Kaynak, X ışınlarını montajın içinden geçirir. Farklı kalınlık ve yoğunluktaki malzemeler radyasyonu farklı oranlarda zayıflatır. Detektör bu değişimleri; lehim, bakır, bileşen malzemeleri ve PCB katmanlarının yansıtılan yapısını gösteren gri tonlamalı bir görüntüye dönüştürür.
Bu görüntü daha sonra lehim bilyelerinin şeklini, boyutunu ve aralığını ve iç boşluk dağılımını karşılaştırmak için kullanılabilir.
Gerekli tüp voltajı esas olarak numune için gereken nüfuza bağlıdır. Tüp akımı veya çıkışı görüntü parlaklığını ve alma hızını etkilerken odak noktası boyutu, özellikle yüksek geometrik büyütmede görüntü keskinliğini etkiler. Bu parametreler birbirinden bağımsız özellik değerleri olarak değil, birlikte değerlendirilmelidir.
Geometrik büyütme; kaynak, numune ve detektör arasındaki ilişkiyle belirlenir:
Geometrik büyütme = kaynak-detektör mesafesi ÷ kaynak-nesne mesafesi
PCBA'yı X-ray kaynağına yaklaştırmak büyütmeyi artırır. Ancak ekranda daha büyük görünen bir görüntü otomatik olarak daha fazla yararlı ayrıntı içermez.
Etkili inceleme kalitesi ayrıca şunlara bağlıdır:
Aşırı büyütme görüş alanını daraltabilir ve tüm BGA düzeninin verimli biçimde incelenmesini zorlaştırabilir. Kaynak bulanıklığı, detektör çözünürlüğü veya titreşim sınırlayıcı etken olduğunda geometrik büyütmeyi artırmak yalnızca bulanıklığı büyütür.
Bu nedenle pratik hedef, mümkün olan en yüksek büyütme değildir. Fabrikanın belirlemesi gereken en küçük kusurun en net ve tekrarlanabilir görüntüsünü elde etmektir.
Üstten görünüm, lehim bilyesi ızgarasının tamamını kontrol etmek için kullanışlıdır. Eksik bilyeler, büyük köprüler, anormal bilye boyutu, hizalama hatası ve boşluk dağılımı çoğu zaman hızlıca belirlenebilir.
Sınırlama, 2D X-ray görüntüsünün ışın yolu üzerindeki tüm yapıları tek bir projeksiyonda sıkıştırmasıdır. Bakır katmanlar, yakındaki bileşenler ve lehim yapıları üst üste gelebilir.
Açılı görünüm bu projeksiyonu değiştirir. Üst üste binen yapıları ayırabilir ve lehim geometrisi, ıslanma konumu ve şüpheli arayüzler hakkında daha fazla bilgi sağlayabilir.
Bu, yalnızca açıyı değiştirerek her çatlağın veya açık bağlantının görünür hâle geleceği anlamına gelmez. Tespit edilebilirlik hâlâ kusurun boyutuna, yönüne ve yoğunluk kontrastına bağlıdır. Birden fazla görüntüleme açısı mühendisin kullanabileceği kanıtları artırır, ancak yine de elektriksel test veya kesit analizi gerekebilir.
| Durum | Tipik X-ray bulgusu | Önemli sınırlama |
|---|---|---|
| Lehim köprüsü | Komşu konumlar arasında kesintisiz bir lehim yolu görünür | Görünen bağlantının üst üste binen bakırdan veya başka bir kart katmanından kaynaklanmadığını doğrulayın |
| Eksik bilye veya yetersiz lehim | Bir konumda yansıtılan lehim alanı eksik veya anormal derecede küçüktür | Çevredeki bağlantılarla ve sağlam olduğu bilinen numunelerle karşılaştırın |
| Boşluklar | Yansıtılan lehim bağlantısının içinde daha düşük yoğunluklu alanlar görünür | Tutarlı bir ölçüm yöntemi ve müşteri tarafından tanımlanmış kabul kriterleri kullanın |
| Hizalama hatası | Lehim bilyesi düzeni, beklenen ped veya paket konumundan kaymıştır | Küçük kaymalar görsel tahmin yerine kalibre edilmiş ölçüm gerektirir |
| Açık bağlantı, head-in-pillow veya çatlak | Uygun bir açıdan bakıldığında ayrılma veya anormal bağlantı profili görülebilir | Bazı kusurlar geleneksel 2D görüntülemede kesin olarak belirlenemeyebilir ve CT, elektriksel test veya kesit analizi gerektirebilir |
X-ray; lehim bilyesi alanı, çapı, yuvarlaklığı, aralığı ve boşluk yüzdesini ölçerek süreç izlemeyi de destekleyebilir. Bu ölçümler, üretim partileri boyunca aynı görüntüleme koşulları ve değerlendirme kuralları uygulandığında en yararlı sonucu verir.
Kabul kriterleri, müşterinin ürün gereksinimlerinden ve geçerli üretim standartlarından gelmelidir. Görüntüde görülen bir boşluk, tanımlanan sınırı aşmadıkça veya kritik bağlantı alanını etkilemedikçe otomatik olarak ret nedeni değildir.
Geleneksel 2D X-ray; köprüler, eksik lehim, boşluk dağılımı ve hizalamanın rutin çevrim dışı incelemesi için uygundur. Nispeten hızlıdır ve aynı montaj üzerindeki birden fazla bileşenin incelenmesini mümkün kılar.
Çok açılı görüntüleme, PCB katmanları veya çevredeki yapılar değerlendirilen alanla çakıştığında kullanışlıdır. Tam bir 3D rekonstrüksiyon gerektirmeden mühendise ek projeksiyonlar sağlar.
CT, farklı derinliklerdeki yapıların ayrılabilmesi için kesitsel görüntüler oluşturur. Karmaşık ve üst üste binen montajlar, ayrıntılı arıza analizi ve 2D projeksiyonun şüpheli kusuru ayıramadığı durumlar için değerlidir.
CT her üretim hattı için otomatik olarak en iyi seçenek değildir. Genellikle daha uzun görüntü alma ve rekonstrüksiyon süresi gerektirir. Rutin BGA kalite kontrolünde, pratik açılı görünümlerle birleştirilmiş net 2D görüntüleme, kusur görünürlüğü ile inceleme hızı arasında daha iyi bir denge sağlayabilir.
Kaynak özelliği; nüfuz, odak noktası boyutu ve çalışma kararlılığının bir kombinasyonu olarak değerlendirilmelidir. Yüksek tüp gücü değeri tek başına sistemin küçük BGA kusurlarını çözebileceğini kanıtlamaz.
Detektör performansı da aynı derecede önemlidir. Piksel boyutu ince ayrıntıların örneklenmesini etkilerken aktif görüntüleme alanı, PCB'nin ne kadarının tek seferde görüntülenebileceğini belirler. Kare hızı, konumlandırmayı ve canlı inceleme verimliliğini etkiler.
Mekanik platform, gerçek PCB boyutlarını ve ağırlığını taşıyabilmelidir. Ayrıca karmaşık yeniden konumlandırma gerektirmeden kart kenarlarına yakın bileşenleri incelemek için yeterli hareket mesafesi sağlamalıdır.
Son olarak yazılım iş akışını inceleyin. Operatörlerin yalnızca yüksek bir maksimum büyütme değerine değil; görüntü ayarı, boşluk ölçümü, boyutsal karşılaştırma, görüntü depolama ve rapor oluşturma için pratik işlevlere ihtiyacı vardır.
Bu DEZ-X7600 PCBA X-ray inceleme sistemi BGA, QFN, LGA, CSP ve diğer gizli lehim bağlantılarının çevrim dışı incelenmesi için tasarlanmıştır.
Sistem, belirtilen 5 μm odak noktasına ve 150×'e kadar geometrik büyütmeye sahip 130 kV kapalı mikro odaklı X-ray kaynağı kullanır. Düz panel detektör; 130 × 130 mm görüntüleme alanı, 1536 × 1536 çözünürlük, 85 μm piksel boyutu ve 20 fps kare hızı sağlar.
Sistem çok açılı incelemeyi destekler ve inceleme alanında 510 × 450 mm'ye kadar numuneleri, belirtilen azami 12 kg numune ağırlığıyla kabul eder. Makine seçilmeden önce bu özellikler müşterinin gerçek PCB'si, paket boyutu ve hedef kusurlarıyla doğrulanmalıdır.
İnceleme yapılandırmalarını karşılaştıran fabrikalar eksiksiz ürün grubunu inceleyebilir PCB X-ray inceleme sistemleri aralığından.
PCBA boyutlarınızı, BGA veya CSP paket bilgilerini, şüphelenilen kusur türünü, inceleme miktarını ve gerekli üretim iş akışını DEZ'e gönderin.
Ekibimiz temsili numuneleri inceleyebilir ve gerçek görüntüleme sonucuna göre uygun bir X-ray yapılandırması önerebilir.
