Hvordan røntgenteknologi afslører skjulte PCB-loddedefekter?

Skjulte loddeforbindelsesfejl er blevet den største usynlige trussel i moderne elektronikfremstilling.

Efterhånden som komponentstørrelser krymper til 008004-niveauet, bliver den indre verden af ​​et printkort mere indviklet end et hårstrå.

Jo mere præcis elektronikken bliver, jo lettere er det for fatale problemer at gemme sig, hvor de ikke kan ses.

Disse 'latente defekter' forårsager gentagne, svære at forklare feltfejl i højpålidelige sektorer som bilindustrien, medicin, rumfart og 5G.

AOI kan ikke se dem.
IKT kan ikke opdage dem.
Manuel inspektion har ingen chance overhovedet.

Kun røntgeninspektion med høj opløsning kan ikke-destruktivt afsløre hulrum, brodannelse, hoved-på-pude, dårlig befugtning, utilstrækkelig loddepåfyldning, problemer med trådbinding og andre defekter på dybt niveau – ligesom en ægte '透视' (gennemsyn).

Det er i øjeblikket den eneste inspektionsmetode, der er i stand til at give en virkelig pålidelig vurdering af loddeforbindelseskvalitet.

Forståelse af skjulte loddeforbindelsesfejl i moderne PCB'er

1. Almindelige usynlige defekter: hulrum, broer, koldt loddemiddel og hoved-i-pude

De farligste problemer på moderne PCB er ofte helt usynlige for det blotte øje.

Hulrum, brodannelse, kolde loddeforbindelser og hoved-i-pude-defekter virker som 'latente tidsbomber', der udløser tilfældige fejl.

På højdensitets-PCB'er bliver disse problemer uundgåelige.

Dagens BGA-pakker har stigninger så små som 0,35 mm.

Store termiske puder på QFN- og LGA-pakker øger risikoen for skjulte defekter.

Stablede pakker såsom PoP og SiP multiplicerer antallet af loddesamlinger dramatisk.

Selv hashboards for cryptocurrency-minearbejdere kan indeholde tusindvis af helt usynlige loddeforbindelser.

Risici skaleres i overensstemmelse hermed:

• Loddekuglens tomrum overstiger 25 %.

• Skjult brodannelse under QFN termiske puder.

• HiP-defekter (Head-in-Pillow) forårsaget af pakkeforvrængning.

• Kolde fuger og dårlig befugtning på grund af ENIG/OSP overfladefinish.

• Utilstrækkelig tøndefyldning og periferiske revner i PTH-vias.

• Trådbindingsrevner eller bindingsløftning inde i halvlederpakker.

Disse er alle 'usynlige, men katastrofale' defekter, der kan forårsage fuldstændig enhedsfejl.

2. Hvorfor traditionel AOI og IKT ikke kan opdage disse skjulte defekter

Uanset hvor avanceret AOI bliver, kan den kun se overfladen.

Selv den mest sofistikerede 3D AOI kan kun analysere eksterne loddefileter og overfladegeometri.

Virkelige defekter gemmer sig under komponentpakker, inde i loddesamlinger og under termiske puder.

IKT kan kontrollere elektrisk kontinuitet, men kan ikke detektere hulrum, revner eller mekaniske defekter inde i loddesamlinger.

Mange led fremstår som 'elektrisk fine' under test, men fejler alligevel fuldstændigt efter 500-1000 termiske cyklusser.

Det er her, faren ligger - overfladen ser normal ud, men nedtællingen af ​​interne fejl er allerede begyndt.

3. Stigende efterspørgsel efter højpålidelig elektronik

Automotive ISO 26262 ASIL-D.
IPC-7095 Level-3 BGA-krav.
Aerospace DO-160.
Militær MIL-STD-883.

Disse standarder kræver i stigende grad 100 % røntgeninspektion for skjulte loddesamlinger i sikkerhedskritiske komponenter.

Automotive ECU'er, medicinske implantater, flyvekontrolelektronik, rumfartssystemer og 5G-basestationer - ingen af ​​disse industrier kan tolerere usynlige risici.

Inspektion med høj pålidelighed er ikke længere valgfri – den er blevet basis for fremstillingen.

Sådan fungerer røntgeninspektion for PCB-loddesamlinger

For at opdage skjulte loddeforbindelsesfejl skal man først forstå, hvordan røntgenstråler 'ser igennem' et PCB.

1. Grundlæggende principper for 2D, 2,5D og 3D røntgenteknologier

Røntgenstråler i området 50–160 kV passerer gennem printkortet.

Forskellige materialer absorberer stråling forskelligt:

• Lodde: højeste tæthed, mørkest i billedet

• Kobber og silicium: mellemabsorption, grå

• FR-4 og luft: mindst absorption, lysest

2D-billeddannelse giver en top-down visning.

2.5D tilføjer en 60° skrå betragtningsvinkel og scenerotation for at observere skjulte strukturer fra siden.

Ægte 3D CT rekonstruerer hele loddeforbindelsen til volumetriske data med voxel-opløsning så fin som 1 µm - i det væsentlige 'skærer' loddeforbindelsen lag for lag for præcis analyse.

2. Transmissions-, skrå- og CT-billeddannelsestilstande

Transmissionstilstanden er hurtigst, ideel til in-line prøvetagning.

Skrå visning (45°–60°) adskiller overlappende BGA-rækker og afslører QFN-brodannelse.

Til fejlanalyse – såsom hulrumsvolumenmåling eller revneudbredelse – er CT afgørende.
3D CT-resultater viser præcis, hvad der sker inde i loddeforbindelsen, hvilket fjerner gætværk.

3. Nøgleparametre, der bestemmer inspektionsnøjagtighed

Udstyr - ikke røntgenteknologi - er den begrænsende faktor for klar billeddannelse.

Kritiske parametre omfatter:

• Rørspændingsstabilitet

• Brændpunktsstørrelse (<1 µm)

• Detektor pixel pitch

• Geometrisk forstørrelse (op til 2000×)

• Termisk stabilitet af røntgenkilden med forseglet rør

Disse bestemmer, om fine indre revner, mikrohulrum og andre subtile defekter er synlige.

Skjulte defekter, der kun kan påvises med røntgen

1. BGA/CSP-tomrum

Hulrum inde i BGA/CSP loddekugler kan reducere termisk ledningsevne med op til 40 %, når hulrumsforholdet overstiger 25 %.

Automotive OEM'er kræver ofte et totalt tomrumsforhold <15 % for drivaggregater og ADAS-moduler.

En drone eller EV-kontroltavle med sådanne tomrum ville fungere i fare – sikkerhedsmargenen er nul.

2. Skjult brodannelse og ikke-vædning i QFN/LGA

Overskydende loddepasta under termiske puder kan danne usynlige shorts.

Under vibration eller termisk cykling vokser disse shorts, hvilket til sidst forårsager katastrofale fejl.

QFN- og LGA-pakker virker perfekt eksternt, men kan skjule fare internt.

3. Hoved-i-pude (HiP) og kolde loddesamlinger

HiP-defekter danner 'svamp'- eller 'Saturn-ring'-former.

Deres mekaniske styrke er næsten nul og kan svigte under minimal stress.

Røntgenbilleder afslører disse interne strukturer tidligt, længe før fejl opstår.

4. Problemer med opfyldning af gennemhuller og defekter ved trådbinding

Utilstrækkelig PTH-loddepåfyldning, revner, wiresweep eller delaminering kompromitterer pålideligheden.

Røntgen verificerer PTH-fyldningshastigheder (75%-100%) og opdager skjulte defekter med det samme.

Industrier med høj pålidelighed kræver 100 % røntgeninspektion for at identificere disse usete 'tidsindstillede bomber'.

Nøgletyper af røntgenudstyr og sammenligning af mærker

At vælge et røntgensystem handler om at matche værktøjet til din applikation.

1. Offline vs Inline-systemer

Offline-systemer tilbyder 1–2 µm opløsning, 60° hældning, 360° rotation og fuld CT-scanning.
Ideel til automobil-, medicin- og NPI-industrier - hvor pålidelighed er afgørende.

Inline-systemer bytter en vis opløsning for hastighed.
Perfekt til højvolumen forbrugerelektronik, hvilket forbedrer gennemløbet.

2. Førende mærker

Avancerede markedsledere: Nikon XT V, YXLON Cheetah EVO, Nordson DAGE Quadra og Viscom.

IKT har vist sig som det hurtigst voksende brand globalt, og tilbyder lige eller overlegen ydeevne til 40 %-60 % lavere omkostninger med innovativ tosproget software.

For virksomheder, der søger en balance mellem kvalitet og omkostninger, er IKT et topvalg.

Avancerede IKT-offline røntgenløsninger

1. ICT X-7100 – Højhastigheds-, medium-volumen arbejdshest

2. ICT X-7900 – Semiconductor & Power Device Specialist

3. ICT X-9200 – Flagskib med ægte 3D

Bedste praksis for vellykket røntgeninspektion

1. Prøveforberedelse og programmering

Brug kulfiberarmaturer til at stabilisere PCB'er.
Dedikerede programmer for hver pakketype:

• BGA: 45° skrå

• QFN: 0° transmission

• Halvleder: højmag guldtråd

Skræddersyet programmering forbedrer nøjagtigheden og reducerer falske positiver.

2. Overholdelse af IPC-A-610 & IPC-7095

IKT-software beregner tomrumsprocent, brotykkelse, tøndefyldningsprocent og genererer kompatible beståede/ikke-beståede rapporter.
Sikrer, at inspektioner lever op til globale kvalitets- og pålidelighedsstandarder.

Sammenfatning af nøglepunkter

Skjulte loddeforbindelsesfejl forårsager over 70 % af feltfejl i højpålidelig elektronik.

Kun røntgeninspektion kan pålideligt opdage dem.

ICT X-7100, X-7900 og X-9200 leverer sub-mikron opløsning, intelligent software og global service.
De hjælper fabrikker med at reducere escape rates under 50 ppm og opnå ROI på under 8 måneder.

At vælge den rigtige røntgenløsning handler om at sikre ydeevne, pålidelighed og brands omdømme.

---

Ofte stillede spørgsmål (FAQ)

1. Hvilken tomhedsprocent er acceptabel i bilindustriens BGA?
IPC-7095 Klasse 3: ≤25 % i alt, intet enkelt hulrum >15 %.
De fleste Tier-1 leverandører kræver nu ≤15 % i alt og ≤10 % enkelt tomrum for kritiske samlinger.

2. Kan røntgen erstatte AOI fuldstændigt?
Nej. Bedste praksis: SPI + 3D AOI + røntgen for næsten-nul flugt.

3. Hvad er det typiske investeringsafkast?
4-8 måneder, gennem undgåede tilbagekaldelser, reducerede garantiomkostninger og elimineret manuel inspektionsarbejde.

4. Hvordan vælger man mellem IKT-modeller?

• X-7100: generel PCBA

• X-7900: halvleder og batteri

• X-9200: høj opløsning + fuld 3D CT

5. Tilbyder IKT uddannelse og verdensomspændende support?
Ja. 7-dages træning på stedet inkluderet. Servicecentre i Asien, Europa, Amerika.
Fjernsvar inden for 2 timer. 1 års garanti.

---

Klar til at fjerne skjulte defekter for altid?

Anmod om en gratis online demo eller tilbud i dag >>>