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X射線是怎么檢測BGA、CSP焊點的?及X射線的其他應(yīng)用
發(fā)布時間:2020-08-05 09:00:00

理想且合格的BGA的X射線圖像將清楚地顯示BGA焊球與PCB焊盤對齊。圖中所示的焊球圖像是均勻一致的,這是理想的回流焊接結(jié)果。相反,焊球變形可能由以下原因引起:回流溫度低,PCB翹曲或PBGA塑料基板變形,或者可能是由于SMT加工和印刷缺陷引起的。

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X射線檢查對簡單明顯的缺陷(例如電橋,短路,遺漏的焊球等)具有清晰的定義,但對于諸如虛擬焊接和冷焊之類的復(fù)雜且不起眼的缺陷,則沒有更多的深入定義。雙面板上密集組裝的組件通常會產(chǎn)生陰影。盡管X射線頭和被測工件的工作臺被設(shè)計為旋轉(zhuǎn)式,可以從不同角度進行檢測,但有時效果不明顯。為了有效地判斷復(fù)雜和不明顯的缺陷,一些設(shè)備制造商開發(fā)了“信號確認”軟件。例如,可以基于回流焊接后的X射線圖案中的焊球的尺寸變化和均勻性來評估和判斷X射線圖像的真實含義。下面介紹在BGA和CSP回流焊接過程的三個階段中,如何根據(jù)焊球直徑的變化和X射線圖像的均勻性來判斷某些焊接缺陷。

1)在63Sn-37Pb回流焊過程中,焊球直徑分為三個階段變化(如圖所示)

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在階段A(150℃外殼加熱階段,焊球未熔化)中,BGA的站立高度等于焊球的高度。

B階段(塌陷階段的開始或一次沉沒),當(dāng)溫度升至183℃時,焊球開始熔化并進入塌陷焊球的站立高度下降到初始焊球高度的80%。

在階段C(**的塌陷階段或二次沉陷)中,當(dāng)溫度升至230°C時,焊球完全熔化并與焊膏融化,從而在焊球的上下界面處形成粘結(jié)層。焊球的直立高度減小到初始焊球高度的50%,并且X射線圖像上焊球的直徑增大到17%,導(dǎo)致突出區(qū)域增大37%。

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2)X射線圖像的均勻性

如果所有球的X射線圖像均一且圓形區(qū)域等于球的面積或在10%到15%的范圍內(nèi)變化,則這種情況非常好?;亓骱笡]有缺陷,稱為“均勻性”。在X射線檢查中,均勻性是快速確定BGA焊接質(zhì)量的最重要特征。從垂直角度看,BGA焊球是規(guī)則的黑點。橋接,焊接不足或過多,焊料飛濺,未對準(zhǔn)和氣泡都可以快速檢測到。

虛擬焊接的檢查通過某些原則進行分析。當(dāng)X射線以一定角度傾斜觀察BGA時,焊接良好的焊球不再是球形投影,而是由于二次電場塌陷而形成的尾狀。如果BGA焊球的X射線投影在焊接后仍為圓形,則意味著該焊球根本沒有被焊接和塌陷,因此可以推斷出焊點是虛焊的還是開路的。從圖中可以看出,仍為球形的焊球是開放式焊點。

X射線還可以用于檢測印刷電路板,組件包裝,連接器和焊點的內(nèi)部損壞。



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