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如何正確挑選一臺X光機
2013-03-23
微焦點X光機主要是因為BGA的產(chǎn)生而在SMT行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。什么是微焦點及為什么微焦點能產(chǎn)生更清晰的圖像，以前我已經(jīng)寫過許多這方面的文章，這里就不再贅述了。事實上用戶更關(guān)心的是x光機到底能發(fā)現(xiàn)什么問題及如何挑選符合預(yù)算又實用的x光機。
既然X光機主要應(yīng)用在BGA檢測，那么我們先總結(jié)一下BGA會出現(xiàn)什么問題吧！BGA的問題主要有四大類：連焊、氣泡、冷焊和虛焊。
連焊比較容易發(fā)現(xiàn)，在X光下，連焊的現(xiàn)象如圖一所示。
氣泡現(xiàn)象在X光機下的圖像如圖二所示。氣泡主要是由焊錫膏里的助焊劑和濕氣造成的，氣泡的位置多出現(xiàn)在球底部，所以如果面積太大就會影響穩(wěn)定性，出現(xiàn)錫裂，這也是虛焊的一種，所以氣泡的面積百分比就成為一項重要指標(biāo)。行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及IPC都有明確指標(biāo)，面積百分比不應(yīng)該超過25%。現(xiàn)在市場上的X光機，從低端到高端都有氣泡面積百分比的測量功能。但問題便隨之而來，很多使用者不知道在做氣泡測量之前，必須加大X光管的功率來把錫球擊穿，氣泡的區(qū)域就會以白色呈現(xiàn)出來。接下來問題就出現(xiàn)了，到底用多大功率測量結(jié)果會較準(zhǔn)確或使測量的誤差最小呢？就目前市場上的低端機來說，如果操作不正確，一般測量誤差可以達到10%以上，造成誤判。而高端機就不一樣了，一般都會以自動設(shè)置灰度值的方法來保證測量誤差不受操作者的影響，從而使測量誤差控制在2%以內(nèi)，善思的ViewX系列和鳳凰和島津的SMX-1000等都能做到這個標(biāo)準(zhǔn)。
冷焊是個很有趣的現(xiàn)象，它最明顯的特征是球周邊不圓，不管是從正面或側(cè)面觀察都是這樣，如圖三所示。
冷焊是有鉛改無鉛和混鉛時經(jīng)常出現(xiàn)的制程問題，不用說都可以知道是在回流爐的熔化區(qū)發(fā)生的。很多用戶不管在無鉛或混鉛（有鉛焊錫膏無鉛BGA）情況下都會使用錫膏廠家推薦的回流曲線或使用原來有鉛制程，而恰恰忽略了無鉛BGA球體積大，需要更高的溫度（50華氏度）和更長時間（增加4-6秒）去完全潤濕（wetting）的事實。冷焊的結(jié)果就是BGA底部非常不結(jié)實，在有外力碰撞的情況下，就容易發(fā)生錫裂，形成虛焊現(xiàn)象。既然冷焊的原因與現(xiàn)象我們都清楚了，那我們就可以通過一些參數(shù)的設(shè)定來找出有冷焊的BGA并及時修改回流曲線。目前市場上的高端機，包括善思科技的ViewX2000、ViewX3000和ViewX5000及 Dage7600，鳳凰的X光機都有此功能。順便說一句，測量的結(jié)果與圖像清晰度有很重要的關(guān)系，圖像模糊，自然容易引起誤判。
最后再講講兩種常見的虛焊現(xiàn)象。如圖四所示，這兩種情況都是虛焊。第一種情況，球面積偏小。注意，我們這里說的是面積偏小，而不是球直徑偏小。為什么呢？因為BGA球在熔化后，很少會有球是很圓的，多多少少都會受焊盤影響而不太規(guī)則，如圖四所示：
所以，如果用量直徑的方法來計算球的大小，就只能用平均值，這樣的誤差在10%—15%左右。相反，如果用面積來計算，如果球的體積一致，那么正面照的X光圖形不管圓不圓，面積的誤差應(yīng)在5%以內(nèi)。
球面積太小是虛焊這很容易理解。由于焊錫膏不足或沒有焊錫膏，BGA球底部沒有潤溫，在傾斜70°后，圖的BGA就如圖五。
來源：示波器 http://www.sh-zhiyue.com/ 既然X光機主要應(yīng)用在BGA檢測，那么我們先總結(jié)一下BGA會出現(xiàn)什么問題吧！BGA的問題主要有四大類：連焊、氣泡、冷焊和虛焊。
連焊比較容易發(fā)現(xiàn)，在X光下，連焊的現(xiàn)象如圖一所示。
氣泡現(xiàn)象在X光機下的圖像如圖二所示。氣泡主要是由焊錫膏里的助焊劑和濕氣造成的，氣泡的位置多出現(xiàn)在球底部，所以如果面積太大就會影響穩(wěn)定性，出現(xiàn)錫裂，這也是虛焊的一種，所以氣泡的面積百分比就成為一項重要指標(biāo)。行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及IPC都有明確指標(biāo)，面積百分比不應(yīng)該超過25%。現(xiàn)在市場上的X光機，從低端到高端都有氣泡面積百分比的測量功能。但問題便隨之而來，很多使用者不知道在做氣泡測量之前，必須加大X光管的功率來把錫球擊穿，氣泡的區(qū)域就會以白色呈現(xiàn)出來。接下來問題就出現(xiàn)了，到底用多大功率測量結(jié)果會較準(zhǔn)確或使測量的誤差最小呢？就目前市場上的低端機來說，如果操作不正確，一般測量誤差可以達到10%以上，造成誤判。而高端機就不一樣了，一般都會以自動設(shè)置灰度值的方法來保證測量誤差不受操作者的影響，從而使測量誤差控制在2%以內(nèi)，善思的ViewX系列和鳳凰和島津的SMX-1000等都能做到這個標(biāo)準(zhǔn)。冷焊是個很有趣的現(xiàn)象，它最明顯的特征是球周邊不圓，不管是從正面或側(cè)面觀察都是這樣，如圖三所示。
冷焊是有鉛改無鉛和混鉛時經(jīng)常出現(xiàn)的制程問題，不用說都可以知道是在回流爐的熔化區(qū)發(fā)生的。很多用戶不管在無鉛或混鉛（有鉛焊錫膏無鉛BGA）情況下都會使用錫膏廠家推薦的回流曲線或使用原來有鉛制程，而恰恰忽略了無鉛BGA球體積大，需要更高的溫度（50華氏度）和更長時間（增加4-6秒）去完全潤濕（wetting）的事實。冷焊的結(jié)果就是BGA底部非常不結(jié)實，在有外力碰撞的情況下，就容易發(fā)生錫裂，形成虛焊現(xiàn)象。既然冷焊的原因與現(xiàn)象我們都清楚了，那我們就可以通過一些參數(shù)的設(shè)定來找出有冷焊的BGA并及時修改回流曲線。目前市場上的高端機，包括善思科技的ViewX2000、ViewX3000和ViewX5000及 Dage7600，鳳凰的X光機都有此功能。順便說一句，測量的結(jié)果與圖像清晰度有很重要的關(guān)系，圖像模糊，自然容易引起誤判。最后再講講兩種常見的虛焊現(xiàn)象。如圖四所示，這兩種情況都是虛焊。第一種情況，球面積偏小。注意，我們這里說的是面積偏小，而不是球直徑偏小。為什么呢？因為BGA球在熔化后，很少會有球是很圓的，多多少少都會受焊盤影響而不太規(guī)則，如圖四所示：
所以，如果用量直徑的方法來計算球的大小，就只能用平均值，這樣的誤差在10%—15%左右。相反，如果用面積來計算，如果球的體積一致，那么正面照的X光圖形不管圓不圓，面積的誤差應(yīng)在5%以內(nèi)。球面積太小是虛焊這很容易理解。由于焊錫膏不足或沒有焊錫膏，BGA球底部沒有潤溫，在傾斜70°后，圖的BGA就如圖五。
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