Kako tehnologija X-zraka otkriva skrivene nedostatke PCB lemljenih spojeva?

Skriveni nedostaci lemljenih spojeva postali su najveća nevidljiva prijetnja u modernoj proizvodnji elektronike.

Kako se veličine komponenti smanjuju na razinu 008004, unutarnji svijet tiskane ploče postaje zamršeniji od pramena kose.

Što elektronika postaje preciznija, fatalne probleme je lakše sakriti tamo gdje se ne vide.

Ovi 'latentni nedostaci' uzrokuju opetovane, teško objašnjive kvarove na terenu u sektorima visoke pouzdanosti kao što su automobilska industrija, medicina, zrakoplovstvo i 5G.

AOI ih ne može vidjeti.
ICT ih ne može otkriti.
Ručna kontrola nema nikakve šanse.

Samo rendgenski pregled visoke razlučivosti može nedestruktivno otkriti šupljine, premošćenje, glavu na jastuku, loše vlaženje, nedovoljno punjenje lemom, probleme sa žičanim spojem i druge duboke nedostatke—baš kao pravi '透视' (kroz pogled).

To je trenutno jedina metoda inspekcije koja može pružiti istinski pouzdanu procjenu kvalitete lemljenih spojeva.

Razumijevanje skrivenih defekata lemljenih spojeva u modernim PCB pločama

1. Uobičajeni nevidljivi nedostaci: šupljine, mostovi, hladno lemljenje i glava u jastuku

Najopasniji problemi na modernim PCB-ima često su potpuno nevidljivi golim okom.

Praznine, premošćivanje, hladno lemljeni spojevi i defekti glave u jastuku djeluju poput 'latentne vremenske bombe', pokrećući slučajne kvarove.

Na PCB-ima visoke gustoće ovi problemi postaju neizbježni.

Današnji BGA paketi imaju korake od samo 0,35 mm.

Veliki toplinski jastučići na QFN i LGA paketima povećavaju rizik od skrivenih nedostataka.

Složeni paketi kao što su PoP i SiP dramatično povećavaju broj lemljenih spojeva.

Čak i hash ploče za rudare kriptovaluta mogu sadržavati tisuće potpuno nevidljivih lemljenih spojeva.

Sljedeći rizici su prema tome:

• Pražnjenje lemne kuglice veće od 25%.

• Skriveni most ispod QFN toplinskih jastučića.

• HiP (Head-in-Pillow) nedostaci uzrokovani iskrivljenjem paketa.

• Hladni spojevi i slabo vlaženje zbog ENIG/OSP završnih obrada.

• Nedovoljno punjenje bačve i obodne pukotine u PTH viasima.

• Puknuća žičane veze ili odvajanje veze unutar poluvodičkih paketa.

Sve su to 'nevidljivi, ali katastrofalni' nedostaci koji mogu uzrokovati potpuni kvar uređaja.

2. Zašto tradicionalni AOI i ICT ne mogu otkriti ove skrivene nedostatke

Bez obzira koliko AOI napredovao, može vidjeti samo površinu.

Čak i najsofisticiraniji 3D AOI može analizirati samo vanjske udubljenja lema i geometriju površine.

Stvarni nedostaci skrivaju se ispod paketa komponenti, unutar lemljenih spojeva i ispod termalnih jastučića.

ICT može provjeriti električni kontinuitet, ali ne može otkriti praznine, pukotine ili mehaničke nedostatke unutar lemljenih spojeva.

Mnogi spojevi tijekom testiranja izgledaju 'električki dobro', ali potpuno pokvare nakon 500–1000 toplinskih ciklusa.

Ovdje leži opasnost - površina izgleda normalno, ali odbrojavanje unutarnjeg kvara već je počelo.

3. Rastuća potražnja za elektronikom visoke pouzdanosti

Automobilski ISO 26262 ASIL-D.
IPC-7095 BGA zahtjevi razine 3.
Zrakoplovstvo DO-160.
Vojni MIL-STD-883.

Ovi standardi sve više nalažu 100% rendgensku inspekciju skrivenih lemljenih spojeva u sigurnosno kritičnim komponentama.

Automobilski ECU, medicinski implantati, elektronika za upravljanje letom, zrakoplovni sustavi i 5G bazne stanice—nijedna od ovih industrija ne može tolerirati nevidljive rizike.

Inspekcija visoke pouzdanosti više nije izborna—postala je osnovna linija proizvodnje.

Kako radi rendgenska inspekcija PCB lemljenih spojeva

Da bismo otkrili skrivene nedostatke lemljenih spojeva, prvo moramo razumjeti kako rendgenske zrake 'vide kroz' PCB.

1. Osnovni principi 2D, 2.5D i 3D X-Ray tehnologija

X-zrake u rasponu od 50-160 kV prolaze kroz PCB.

Različiti materijali različito apsorbiraju zračenje:

• Lem: najveća gustoća, najtamniji na slici

• Bakar i silicij: srednja apsorpcija, siva

• FR-4 i zrak: najmanja apsorpcija, najsvjetlija

2D slikanje pruža pogled odozgo prema dolje.

2.5D dodaje kosi kut gledanja od 60° i rotaciju pozornice za promatranje skrivenih struktura sa strane.

Pravi 3D CT rekonstruira cijeli lemljeni spoj u volumetrijske podatke s rezolucijom voksela od samo 1 µm—u biti 'rezajući' lemljeni spoj sloj po sloj za preciznu analizu.

2. Transmisijski, kosi i CT načini snimanja

Način prijenosa je najbrži, idealan za in-line uzorkovanje.

Kosi pogled (45°–60°) odvaja BGA redove koji se preklapaju i otkriva QFN premošćivanje.

Za analizu kvarova—kao što je mjerenje volumena šupljina ili širenje pukotine—CT je bitan.
Rezultati 3D CT-a pokazuju točno što se događa unutar lemljenog spoja, uklanjajući nagađanja.

3. Ključni parametri koji određuju točnost pregleda

Oprema, a ne rendgenska tehnologija, ograničavajući je faktor za jasnu sliku.

Kritični parametri uključuju:

• Stabilnost napona cijevi

• Veličina žarišne točke (<1 µm)

• Razmak piksela detektora

• Geometrijsko povećanje (do 2000×)

• Toplinska stabilnost zatvorenog cijevnog izvora X-zraka

Oni određuju jesu li vidljive sitne unutarnje pukotine, mikro-rupe i drugi suptilni nedostaci.

Skriveni nedostaci koji se mogu otkriti samo rendgenskim zrakama

1. BGA/CSP praznine

Praznine unutar BGA/CSP kuglica za lemljenje mogu smanjiti toplinsku vodljivost do 40% kada omjer šupljina premaši 25%.

Proizvođači originalne opreme za automobile često zahtijevaju ukupni omjer šupljina <15% za pogonski sklop i ADAS module.

Kontrolna ploča drona ili EV-a s takvim prazninama radila bi pod rizikom - margina sigurnosti je nula.

2. Skriveno premošćivanje i nekvašenje u QFN/LGA

Višak paste za lemljenje ispod termalnih jastučića može stvoriti nevidljive kratke spojeve.

Tijekom vibracija ili termičkih ciklusa, ti kratki gaći rastu, na kraju uzrokujući katastrofalni kvar.

QFN i LGA paketi izgledaju savršeno izvana, ali mogu skrivati ​​opasnost iznutra.

3. Glava u jastuku (HiP) i spojevi za hladno lemljenje

HiP defekti tvore oblike 'gljive' ili 'Saturnovog prstena'.

Njihova mehanička čvrstoća je gotovo nula i mogu otkazati pod minimalnim opterećenjem.

X-zrake otkrivaju te unutarnje strukture rano, mnogo prije nego što dođe do kvara.

4. Problemi s ispunom kroz rupu i nedostaci spajanja žice

Nedovoljno punjenje PTH lemom, pukotine, pomicanje žice ili raslojavanje ugrožavaju pouzdanost.

X-zraka provjerava stope punjenja PTH (75%–100%) i odmah otkriva skrivene nedostatke.

Industrije visoke pouzdanosti nalažu 100% rendgensku inspekciju za prepoznavanje ovih neviđenih 'tempiranih bombi'.

Ključne vrste rendgenske opreme i usporedba robnih marki

Odabir rendgenskog sustava odnosi se na usklađivanje alata s vašom primjenom.

1. Offline vs Inline sustavi

Izvanmrežni sustavi nude rezoluciju od 1–2 µm, nagib od 60°, rotaciju od 360° i potpuno CT skeniranje.
Idealno za automobilsku, medicinsku i NPI industriju—gdje je pouzdanost kritična.

Inline sustavi mijenjaju razlučivost za brzinu.
Savršeno za široku potrošnju elektronike, poboljšavajući propusnost.

2. Vodeće marke

Vrhunski tržišni lideri: Nikon XT V, YXLON Cheetah EVO, Nordson DAGE Quadra i Viscom.

ICT se pojavio kao najbrže rastući brend na globalnoj razini, nudeći jednake ili superiorne performanse po 40%–60% nižoj cijeni, s inovativnim dvojezičnim softverom.

Za tvrtke koje traže ravnotežu između kvalitete i cijene, ICT je najbolji izbor.

ICT napredna offline rendgenska rješenja

1. ICT X-7100 – Radni konj velike brzine srednjeg volumena

2. ICT X-7900 – stručnjak za poluvodiče i energetske uređaje

3. ICT X-9200 – vodeći s pravim 3D-om

Najbolje prakse za uspješan rendgenski pregled

1. Priprema uzorka i programiranje

Za stabilizaciju PCB-a koristite učvršćivače od karbonskih vlakana.
Namjenski programi za svaku vrstu paketa:

• BGA: 45° ukoso

• QFN: 0° prijenos

• Poluvodič: visoko-mag zlatna žica

Prilagođeno programiranje poboljšava točnost i smanjuje lažno pozitivne rezultate.

2. Sukladnost s IPC-A-610 & IPC-7095

ICT softver izračunava postotak praznina, debljinu mosta, postotak punjenja bačve i generira usklađena izvješća o prolazu/neuspjehu.
Osigurava da inspekcije zadovoljavaju globalne standarde kvalitete i pouzdanosti.

Sažetak ključnih točaka

Skriveni nedostaci lemljenih spojeva uzrokuju više od 70% kvarova na terenu u elektronici visoke pouzdanosti.

Samo ih rendgenski pregled može pouzdano otkriti.

ICT X-7100, X-7900 i X-9200 isporučuju submikronsku rezoluciju, inteligentan softver i globalnu uslugu.
Pomažu tvornicama smanjiti stope istjecanja ispod 50 ppm i postići ROI za manje od 8 mjeseci.

Odabir pravog rendgenskog rješenja odnosi se na očuvanje performansi, pouzdanosti i ugleda robne marke.

---

Često postavljana pitanja (FAQ)

1. Koji je postotak praznina prihvatljiv u automobilskom BGA?
IPC-7095 klasa 3: ≤25% ukupno, bez pojedinačnih šupljina >15%.
Većina Tier-1 dobavljača sada zahtijeva ≤15% ukupne i ≤10% pojedinačnih praznina za kritične spojeve.

2. Može li X-zraka u potpunosti zamijeniti AOI?
Ne. Najbolja praksa: SPI + 3D AOI + X-zraka za gotovo nulti bijeg.

3. Što je tipični ROI?
4–8 mjeseci, kroz izbjegavanje opoziva, smanjene troškove jamstva i eliminaciju ručnog pregleda.

4. Kako odabrati između ICT modela?

• X-7100: opći PCBA

• X-7900: poluvodič i baterija

• X-9200: visoka rezolucija + puni 3D CT

5. Nudi li ICT obuku i podršku širom svijeta?
Da. Uključena je 7-dnevna obuka na licu mjesta. Servisni centri u Aziji, Europi, Americi.
Daljinski odgovor unutar 2 sata. 1 godina jamstva.

---

Jeste li spremni zauvijek ukloniti skrivene nedostatke?

Zatražite besplatnu online demonstraciju ili ponudu danas >>>