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X射線是如何對(duì)焊點(diǎn)和缺陷進(jìn)行分析的？

發(fā)布時(shí)間：2020-08-04 09:00:00

隨著組件包裝的飛速發(fā)展，電子組裝正朝著緊湊，小型化，輕薄化的方向發(fā)展。 BGA，F(xiàn)lip，Chip和CSP等高科技封裝技術(shù)的出現(xiàn)，使表面貼裝電子組件變得越來(lái)越復(fù)雜。當(dāng)然，具有挑戰(zhàn)性的是，這增加了焊點(diǎn)測(cè)試的難度。

X射線焊點(diǎn)檢查著重于焊點(diǎn)的物理結(jié)構(gòu)測(cè)試，克服了其他測(cè)試方法的缺陷，可以實(shí)現(xiàn)令人滿(mǎn)意的缺陷覆蓋率，尤其是對(duì)于隱藏式焊點(diǎn)測(cè)試。

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在當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用中，我們使用的表面貼裝封裝只不過(guò)是以下幾種：芯片組件，翼形引線組件，J形引線組件，柵格陣列等。由于各種焊料的物理結(jié)構(gòu)不同焊點(diǎn)，X射線下各種焊點(diǎn)的圖像也不同。從這些圖像中，我們可以判斷焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量并提供過(guò)程反饋，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)程的過(guò)程?？刂啤?/span>

常見(jiàn)的焊接缺陷主要包括以下幾種：橋接，開(kāi)路焊接，錫不足，錫過(guò)多，對(duì)準(zhǔn)不良，空洞，焊珠，缺少的組件或銷(xiāo)釘?shù)?。以下我將列出焊點(diǎn)的可能類(lèi)型X射線焊點(diǎn)圖像，并對(duì)缺陷焊點(diǎn)的圖像進(jìn)行一些粗略的分析。

1.芯片元件的焊點(diǎn)主要的常見(jiàn)芯片元件是：片狀電阻器和片狀電容器。這些組件只有兩個(gè)焊錫末端，并且焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。由于各種芯片組件的主體材料不同，因此可以在X射線下完全穿透芯片電阻器。只有兩端的鉛錫焊點(diǎn)才能阻擋X射線； X射線無(wú)法穿透材料，但是不可能在鉭電容器的陰極附近穿上特殊物質(zhì)，因此可以判斷鉭電容器的極性是否正確以及是否缺少組件。

芯片組件的常見(jiàn)缺陷主要包括開(kāi)放式焊接，焊珠等。其他缺陷相對(duì)較少。通常，只要可以合理控制這些常見(jiàn)缺陷，它們就很大程度上與焊接溫度曲線和焊盤(pán)設(shè)計(jì)等因素有關(guān)，基本上可以避免。

2.翼形引線組件主要有兩種類(lèi)型：QFP和SOIC。除引線間距外，這兩種類(lèi)型的焊點(diǎn)圖像均相同。通常合格的焊點(diǎn)在腳跟部分應(yīng)有足夠的焊料高度。引線底部的鍵合表面中間應(yīng)有良好的焊料填充。至于引線末端的焊料，通常認(rèn)為可以忽略不計(jì)，因?yàn)樗鼘?duì)焊點(diǎn)的強(qiáng)度沒(méi)有重大影響。根據(jù)焊料的三個(gè)部分和焊點(diǎn)的長(zhǎng)度，再評(píng)估焊點(diǎn)的質(zhì)量。

3. J引線組件主要有兩種類(lèi)型：PLCC和SOJ。兩者的焊接接頭圖像相同，并且QFP和SOIC的焊接接頭力相似。區(qū)別在于：由于J引線組件的結(jié)構(gòu)特性，焊點(diǎn)在腳跟和引腳末端之間的焊錫量差異很小，因此每個(gè)焊點(diǎn)圖像的兩端都是尺寸相似，灰度等級(jí)相似，并且焊點(diǎn)中間的灰度等級(jí)最小。

J引線組件的常見(jiàn)缺陷。幾個(gè)焊點(diǎn)的X射線圖像。對(duì)于要求不高的電子產(chǎn)品，也可以忽略PLCC和SOJ的其他缺陷，例如“錫缺乏”和“錫過(guò)量”。遵循的原則與QFP和SOIC相同。 “對(duì)齊不良”缺陷。對(duì)于J引線組件，很少有單引腳偏離的情況。 “引線或組件缺失”缺陷實(shí)際上是“開(kāi)放式焊接”的特殊情況。它的X射線圖像與QFP＆SOIC的“焊接”圖像非常相似。因此，很少發(fā)生J引線組件的“空洞”缺陷。

第四，BGA焊點(diǎn)BGA隱藏的焊點(diǎn)只能通過(guò)X射線檢測(cè)，沒(méi)有更好的檢測(cè)方法。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，正是正是由于特征尺寸和圓圈灰度的變化，才可以評(píng)估BGA焊點(diǎn)的質(zhì)量。

BGA“橋接”通常不容易發(fā)生，但在某些情況下，例如在印刷漿料時(shí)橋接，由貼片的BGA的大位移引起的錫膏橋接，以及因不正確的固化引起的錫膏中的氣泡飛濺。焊接溫度曲線形成“橋接”缺陷，在X射線下很容易識(shí)別。目前，普通的X射線設(shè)備可以檢測(cè)到BGA的“橋接”。

BGA“焊球缺失”缺陷的主要原因是，在移動(dòng)貼片之前未完成檢查?？梢酝耆苊膺@種缺陷。 X射線下不良焊點(diǎn)的圖像非常直觀。 BGA“空隙”的形成與焊接溫度曲線有關(guān)。不合適的溫度曲線會(huì)在回流期間在焊錫袋內(nèi)部形成氣泡。該氣泡的進(jìn)一步膨脹還可能在相鄰的焊點(diǎn)之間形成“橋梁”?；蚴埂昂噶现椤毙纬?。在BGA中形成“焊珠”的原因很多，通常是由焊膏特性曲線和焊接溫度曲線的不匹配引起的，因此X射線下“焊珠”的焊點(diǎn)圖像非常簡(jiǎn)單。

上面列出了X射線圖像下四種類(lèi)型的焊點(diǎn)：從測(cè)試的角度來(lái)看，X射線焊點(diǎn)檢查是一種全新的測(cè)試概念。與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比，它是一種更先進(jìn)的測(cè)試方法，它消除了以往測(cè)試方法對(duì)測(cè)試方法的種種限制，并可以獲得令人滿(mǎn)意的缺陷覆蓋率，因此X射線的應(yīng)用前景仍然相當(dāng)樂(lè)觀。

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