Постройте самое четкое представление о дефектах электроники, используя стандартный 2D-контроль, сферический угловой 2,5D- и полный 3D-рентгеновский контроль.
Вы когда-нибудь ходили к врачу на рентген и компьютерную томографию? Это достаточно частый процесс, который позволяет медицинским специалистам построить полную картину для постановки диагноза.
В мире электроники существуют аналогичные рентгеновские методы неразрушающего анализа отказов. Быстрый рентгеновский 2D-осмотр дает хорошее представление о признаках дефектных соединений, а компьютерная томография, выполненная в 3D, может проверить проблему с дополнительными преимуществами большего количества данных, создавая полную картину, готовую к диагностике.
Корпус BGA (Ball Grid Array) — это распространенное и достаточно сложное устройство, которое проверяется неразрушающим методом с помощью рентгеновских лучей. Каждое паяное соединение представляет собой индивидуальное электрическое соединение. Хорошее паяное соединение имеет достаточно круглую форму, а размер соединений должен быть последовательным во всем массиве устройств.
На рисунке 1 показано несколько различных типов дефектов, которые могут возникнуть в процессе оплавления корпусов BGA.
.png)
Рис. 1. Варианты дефектов, возникающих в процессе оплавления корпусов BGA
2D-рентгеновский контроль — отличный инструмент для быстрого анализа, и одним из видов анализа, который может быть легко выполнен, является измерение диаметра шарика.
.png)
Рис. 2. Измерения диаметра шарика выполняются на приборе BGA
На снимке (рис. 2) видно, что шар в середине имеет размер примерно на 70 мкм меньше по сравнению с соседними соединениями. Это первый признак того, что при подключении устройства к питанию возникнет проблема с данным соединением.
.png)
Рис. 3. 2,5D, или боковой, обзор паяных соединений BGA
Изображение, показанное на рис. 3, представляет собой угловое 2,5D-отображение этих же соединений. Снимок помогает дополнить наш диагноз, так как теперь мы видим еще один признак того, что соединение не полностью запаяно с одной из двух сторон. Это видно благодаря различным оттенкам серого, отображаемым на интерфейсе соединения. что указывает на явное отличие в объеме по сравнению с соседними выводами.
Выявив признаки потенциально дефектного соединения, можно проверить его дополнительно с помощью 3D-компьютерной томографии (КТ). КТ — это метод, который захватывает несколько изображений под разными углами, а затем использует алгоритмы реконструкции для создания 3D-модели. Полученные результаты можно увидеть на рис. 4.
.png)
Рис. 4. Несколько снимков после рендеринга образуют 3D-модель BGA-компонента
Очевидно, что есть разница в форме шара, выделенного красными стрелками, по сравнению с окружающими соединениями. Изображение в правом верхнем углу показывает качество смачивания шарика в интерфейсе устройства. Хорошо видно, что существует значительная разница по сравнению с соседними соединениями (выделено красным цветом).
Теперь, когда были проанализированы как 2D-, так и 3D-изображения, есть достаточно данных, чтобы построить полную картину и продиагностировать это устройство BGA. Паяное соединение подтверждено как «не смоченное открытое соединение», что в результате окажет значительное влияние на его целостность и в конечном счете на целостность устройства BGA и продукта, в котором оно находится.
Таким образом, независимо от того, являетесь ли вы врачом или отвечаете за качество изготовления печатных плат и СМТ-монтажа, сочетание 2D-и 3D-рентгеновских изображений значительно облегчает постановку диагноза и устранения неисправностей.
