【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第104页

表 7-4 检测⽅法应⽤推荐⽅法⼯艺开发在线⽣产失效分析⼯艺审核 PI 或⼩批量⽣产光学检测优秀好优秀好好手动 X-ray 优秀好优秀好优秀自动传输型 X-ray 优秀优秀好好好自动切面 X-ray 优秀优秀优秀好好扫描声波显微镜优秀一般好好一般间隙高度测量一般一般好好一般自动光学检测焊膏 …

角落粘合剂是类似于底部填充材料的环氧树

脂。典型的固化周期是 60-180°C温度下5-60分

钟。这些材料的UV光固化版本也正被导入。

7.2.3 印制板和模块的分板可采用多种不同

的技术来实现分板。包括简单刻槽、刻槽和铣切

的组合以及铣切加分离条组合(见IPC-2222)。

刻槽是对层压板正反面进行浅而精确的V型槽加

工。由于刻槽允许边条和单个部

件从拼托板中

分离，因此位置精度非常关键。铣切定义了最

后组装的边界。铣切通道由各种直径的铣头铣

切而成，留下的分离条在组装时起到对电路板

定位的作用。

去除分离条时应当特别小心。尤其在BGA元器

件附近，应避免电路板发生弯曲。弯曲可能会

造成BGA焊点开裂，这通常始发于角落焊球。

应制造专用工具或应购

买专为去除分离条设计

的机器。在去除分离条时，这些工具或机器应

减少或消除BGA元器件附近的应力。

7.3 检测技术下面的段落描述的是在开发BGA

组装工艺或作为生产期间的审核机制，在不同

阶段使用的检验技术。表7-4提供了关于检验方

法适用性的一些建议。

7.3.1 X射线使⽤ X射线检测通常用在焊点被

高比例遮盖而视线看不见时以及有大量焊点不

可测试时。焊点不可测试的例子为冗余连接和

背靠

背BGA，此时BGA扇出的导通孔难以接近

且没有足够空间设置额外测试点。X射线法可作

为所选测试工艺的补充并能给生产线提供快速

反馈。根据所使用的X射线系统的能力，X射线

能探测到与焊接相关的缺陷，如桥接、焊点开

路、焊料不足和焊料过多。其它诸如焊球缺失、

偏移以及封装爆米花效应等缺陷也能识别。除

了缺

陷探测外，X射线也能提供焊料体积和焊点

形状的趋势分析。X射线是发现BGA焊点空洞唯

一的非破坏性方法。

图7-18显示了在被测样品上方使用X射线的X射

线设备原理；某些设备的射线管在试样下方或

与试样成某个夹角。该图给出的一般特征对大

部分X射线系统都适用。X射线检测已成为对焊

点评估和分析的公认

工具，并作为再流焊工艺

的监控。通过理解X射线图像采集原理可最有效

地运用X射线检验技术。

X射线在确认BGA焊料结合完整性以及对再流焊

工艺监控是有效的。掌握下面知识可最有效地

运用X射线检验技术：

• X射线图像采集原理

• X射线图像分析（根据再流焊工艺）

使用X射线需要注意对易受损害材料或元器件的

过度曝光。图7-19和7-20展示了关于BGA连接界

面空洞或焊

球缺失的X射线图像特征。

7.3.2 X射线图像采集

7.3.2.1 胶⽚基的X射线检测基于胶片的X射

线检测系统运用了工业X射线机柜和X射线胶片

盒，在胶卷上记录X射线图像。然后通过胶片视

频播放机观看以实现高放大倍率的细节检查。

这个过程很费时，但可以展现更细微和色调更

准确的X射线图像。

7.3.2.2 实时X射线系统实时X射线检测系统

使用了一个X

射线源，以及一个将不可见的X射

线图像转化为视频播放信号的检测器系统。这

些系统可提供样品的即时成像结果。由这些系

统所成的图像不应失真或包含由X射线系统自身

所导致的伪影。图7-21展示了人工X射线检测系

统所期望得到的同等级别的图像质量。图7-22展

示了枕形失真和电压过曝的例子。可用的实时

系统尺寸范围很广，从小型桌面系统到大型落

地式操

控系统。可用的X射线源电压范围也很宽

广。对于BGA的检测并没有具体的电压规定。

图7-17 如果点胶区域胶太少，冲击后典型的⾓落点

胶失效模式 – 阻焊层剥离板⼦和未保护到焊点

2013年1月 IPC-7095C-C

表7-4 检测⽅法应⽤推荐

⽅法⼯艺开发在线⽣产失效分析⼯艺审核 PI或⼩批量⽣产

光学检测优秀好优秀好好

手动X-ray 优秀好优秀好优秀

自动传输型X-ray 优秀优秀好好好

自动切面X-ray 优秀优秀优秀好好

扫描声波显微镜优秀一般好好一般

间隙高度测量一般一般好好一般

自动光学检测焊膏量

元件识别，

焊膏量

不适用元件识别，焊膏量元件识别，焊膏量

破坏性分析好差优秀一般一般

IPC-7095c-7-18-cn

图7-18 X-射线技术的基本原理

X射线管

管控制

控制杆/计算机

数字控制（CNC）

图像处理

调制器

探测器（图像链）

图7-19焊球缺失的X-射线⽰例

图7-20焊球触点空洞的X-射线图例

IPC-7095C-C 2013年1月

所需的电压部分取决于所使用的特定X射线系统

的灵敏度和待测BGA的结构和性能。例如对带

有铜散热器的BGA，比PBGA或CBGA需要更高

的穿透电压。而带有铝散热器的BGA，不需要

较高的电压，因为铝属于低密度材料，相比于

铜更能让X射线穿透。

7.3.3 X射线系统术语的定义和讨论目前市面

上的X射线检测有人工（MXI）和自动（AXI）

配置。

MXI系统有不同程度的自动化，可包括

自动BGA分析、自动图像处理功能、自动化操

纵和板子操作。透射标靶型X射线系统的另一特

点是通过侧视获得高放大倍率（见7.3.3.2节）。

AXI系统和MXI的区别为，AXI系统能在线使用

并且不需要操作员来作出接收／拒收的判定。

MXI设备几乎只有X射线透射技术，而AXI设备

可以进行透射、切面以及

两者的组合。AXI设备

通常有三种形式：

• 透射AX—通常被称为2-D X射线

• 切面AX—通常被称为3-D X射线

• 2-D/3-D组合AXI

下面为透射、切面和组合自动X射线检测应用的

定义：

透射型X射线会自动生成位于X射线源和探测器

之间试样的所有特征图像。图7-23到7-25展示的

是透射、断层合成和分层成像的X射线图像的示

例。

切面AXI一次会自动生成电路板一个切面的图

像。断层合成和分层成像是切面AXI最常见的形

式。

组合AXI设备在PCB检测中并行使用透射和切面

技术。混合型系统会根据具体状况自动选取最

图7-21 ⼿动X-射线系统的图像质量

图7-22 枕形失真和电压过曝的X-射线例⼦

图7-23 透射成像（2D）

2013年1月 IPC-7095C-C