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的產生而在SMT行業中得到廣泛應用。什么是微焦點及為什么微焦點能產生更清晰的圖像，以前我已經寫過許多這方面的文章，這里就不再贅述了。事實上用戶更關心的是x光機到底能發現什么問題及如何挑選符合預算又實用的x光機。
既然X光機主要應用在BGA檢測，那么我們先總結一下BGA會出現什么問題吧！BGA的問題主要有四大類：連焊、氣泡、冷焊和虛焊。
連焊比較容易發現，在X光下，連焊的現象如圖一所示。
氣泡現象在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，氣泡的位置多出現在球底部，所以如果面積太大就會影響穩定性，出現錫裂，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。行業的標準及IPC都有明確指標，面積百分比不應該超過25%。現在市場上的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，氣泡的區域就會以白色呈現出來。接下來問題就出現了，到底用多大功率測量結果會較準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，善思的ViewX系列和鳳凰和島津的SMX-1000等都能做到這個標準。
冷焊是個很有趣的現象，它最明顯的特征是球周邊不圓，不管是從正面或側面觀察都是這樣，如圖三所示。
冷焊是有鉛改無鉛和混鉛時經常出現的制程問題，不用說都可以知道是在回流爐的熔化區發生的。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。冷焊的結果就是BGA底部非常不結實，在有外力碰撞的情況下，就容易發生錫裂，形成虛焊現象。既然冷焊的原因與現象我們都清楚了，那我們就可以通過一些參數的設定來找出有冷焊的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，測量的結果與圖像清晰度有很重要的關系，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，面積的誤差應在5%以內。
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.kafenchem.com/ 既然X光機主要應用在BGA檢測，那么我們先總結一下BGA會出現什么問題吧！BGA的問題主要有四大類：連焊、氣泡、冷焊和虛焊。
連焊比較容易發現，在X光下，連焊的現象如圖一所示。
氣泡現象在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，氣泡的位置多出現在球底部，所以如果面積太大就會影響穩定性，出現錫裂，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。行業的標準及IPC都有明確指標，面積百分比不應該超過25%。現在市場上的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，氣泡的區域就會以白色呈現出來。接下來問題就出現了，到底用多大功率測量結果會較準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，善思的ViewX系列和鳳凰和島津的SMX-1000等都能做到這個標準。冷焊是個很有趣的現象，它最明顯的特征是球周邊不圓，不管是從正面或側面觀察都是這樣，如圖三所示。
冷焊是有鉛改無鉛和混鉛時經常出現的制程問題，不用說都可以知道是在回流爐的熔化區發生的。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。冷焊的結果就是BGA底部非常不結實，在有外力碰撞的情況下，就容易發生錫裂，形成虛焊現象。既然冷焊的原因與現象我們都清楚了，那我們就可以通過一些參數的設定來找出有冷焊的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，測量的結果與圖像清晰度有很重要的關系，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，面積的誤差應在5%以內。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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