在PCBA代工代料加工中，**透錫不良**是導致焊點失效的“隱形殺手”。傳統(tǒng)目檢和AOI（自動光學檢測）難以穿透封裝觀察焊點內(nèi)部，而X-Ray檢測技術(shù)憑借其“透視眼”能力，成為診斷透錫不良的核心工具。本文將結(jié)合實際案例，解析如何通過X-Ray圖像快速識別透錫問題，并提供優(yōu)化方案，助力企業(yè)提升良率。

一、透錫不良的常見類型與X-Ray特征

透錫不良主要表現(xiàn)為焊料未充分潤濕焊盤或引腳，常見類型及X-Ray圖像特征如下：

1. 虛焊（Non-Wet-Open, NWO）

X-Ray特征：焊點與焊盤間存在明顯間隙，焊料邊緣呈鋸齒狀或收縮形態(tài)，錫球體積偏小。

成因：焊膏活性不足、回流溫度偏低或焊盤氧化。

2. 冷焊（Cold Solder）

X-Ray特征：焊點表面粗糙，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，錫球邊緣模糊，可能伴隨微小空洞。

成因：回流時間不足、溫度曲線不匹配或元件熱容差異。

3. 空洞（Void）

X-Ray特征：焊點內(nèi)部呈現(xiàn)圓形或橢圓形高亮度區(qū)域（因空氣密度低，X射線穿透性強），空洞率超過10%需重點關(guān)注。

成因：助焊劑揮發(fā)不充分、焊膏印刷不均勻或元件排氣不暢。

4. **枕頭效應(yīng)（HIP, Head-In-Pillow）

X-Ray特征：BGA焊球與PCB焊盤呈“枕頭狀”分離，錫球頂部與焊盤接觸但底部未融合。

成因：BGA翹曲、PCB變形或回流熱應(yīng)力不均。

二、X-Ray圖像快速診斷5步法

通過以下步驟，可在30秒內(nèi)初步鎖定透錫問題：

步驟1：定位關(guān)鍵焊點

- 優(yōu)先檢查BGA、QFN、LGA等底部不可見焊點，以及大電流、高發(fā)熱區(qū)域的焊點。

步驟2：對比焊點形態(tài)

- 正常焊點應(yīng)飽滿圓潤，邊緣清晰；透錫不良焊點體積偏小、邊緣收縮或存在不規(guī)則突起。

示例：某電源板BGA焊點透錫不良，X-Ray顯示錫球直徑較周邊縮小20%，判定為虛焊。

步驟3：分析灰度對比

空洞區(qū)域因密度低，在X-Ray圖像中呈現(xiàn)高亮度；冷焊焊點因結(jié)構(gòu)松散，灰度分布不均勻。

步驟4：多角度旋轉(zhuǎn)觀察

傾斜載物臺（±60°）檢查焊點三維結(jié)構(gòu)，避免因投影重疊導致誤判。例如，BGA枕頭效應(yīng)需通過側(cè)視角度確認錫球分離情況。

步驟5：量化參數(shù)評估

使用軟件測量焊點面積、空洞率、偏移量等參數(shù)，對比IPC標準（如空洞率≤25%為可接受）。

三、透錫不良的優(yōu)化方案

基于X-Ray診斷結(jié)果，針對性優(yōu)化工藝：

1. 焊膏印刷調(diào)整

鋼網(wǎng)開孔比例從1:1擴大至1:1.1，增加外延0.2mm，提升焊膏釋放量。

2. 回流曲線優(yōu)化

針對無鉛焊膏（如SAC305），峰值溫度需達240-250℃，活性區(qū)時間延長至90秒，確保助焊劑充分活化。

3. **元件與PCB預(yù)處理

對氧化焊盤進行等離子清洗，或采用氮氣回流焊減少氧化風險。

4. 進階檢測技術(shù)應(yīng)用

復雜案例可使用3D X-Ray CT斷層掃描，檢測微米級裂紋或?qū)娱g對準偏差，精度可達0.5μm。

四、典型案例解析

案例背景：某汽車電子PCBA批次BGA焊點故障率超5%。

X-Ray診斷：

圖像顯示30%焊點存在枕頭效應(yīng)，錫球頂部與焊盤未融合。

根因分析：

PCB翹曲導致BGA與焊盤熱膨脹系數(shù)不匹配。

解決方案：

優(yōu)化PCB層壓工藝，增加回流焊預(yù)熱時間（從60秒延長至80秒），透錫不良率降至0.3%。

五、結(jié)語：X-Ray是品質(zhì)管控的“戰(zhàn)略武器”

在PCBA代工中，X-Ray檢測不僅能快速定位透錫不良，還可通過數(shù)據(jù)積累優(yōu)化工藝參數(shù)。建議企業(yè)：

建立焊點圖像數(shù)據(jù)庫，標注典型缺陷特征；

定期校準設(shè)備，確保圖像分辨率（推薦≥1μm）；

結(jié)合SPI（焊膏檢測）與AOI，實現(xiàn)全鏈路品控閉環(huán)。

下期預(yù)告：《如何通過3D X-Ray預(yù)判BGA壽命？深度解析焊點疲勞裂紋》

參考設(shè)備：日聯(lián)科技X-Ray檢測儀（支持BGA多角度成像）、際諾斯3D CT掃描儀（微裂紋診斷）。

審核編輯 黃宇