IPC-7095D Directives de procédé et critères de qualité IPC-A-610 Classe 2/3 | PCBCart (General Circuits) — Assemblage PCBA certifié IATF 16949
Tableau de référence rapide
Les joints de soudure BGA sont cachés sous le boîtier, doncInspection par rayons X— contrôlées par rapport à une référence de taux de vides cohérente — est la seule façon pratique de les évaluer lors des inspections à la réception ou en cours de processus. Utilisez le tableau ci-dessous précisément pour cela : ouvrez votre rapport de rayons X, trouvez la ligne qui correspond à votre assemblage et comparez. Il est conçu pour une comparaison manuelle sur établi, et non comme un formulaire de recherche — recroisez votre pourcentage de vides mesuré avec la ligne de classe et d’application appropriée.
Formule :
Pourcentage de zone de vide = (Surface totale de vide à l’intérieur de la bille de soudure / Surface de la bille de soudure, projection radiographique 2D) × 100
Mesuré pour chaque bille de soudure individuellement, en référence à la propre surface projetée de la bille dans l’image aux rayons X — et non à la surface du plot en cuivre, qui peut différer de l’empreinte de la bille selon le type de pastille (NSMD vs SMD). Une seule bille dépassant le seuil peut entraîner la défaillance du joint, même si le reste du BGA semble irréprochable.
| Point de référence | Base numérique | Document régissant | Déclencheur d’inspection typique |
|---|---|---|---|
| Limite générale d’acceptation (la plus largement citée) | Une zone vide d’environ 25 % par bille de soudure est la valeur la plus souvent citée aujourd’hui ; certaines références à des révisions plus anciennes (par ex. Rev G) mentionnent environ 30 %. | IPC-A-610, comme couramment mentionné dans l’industrie — à confirmer par rapport à votre révision actuelle | Échantillonnage d’AOI + rayons X sur des boîtiers à joints cachés |
| Assemblages de classe 3 / haute fiabilité | La même directive générale s’applique que pour la Classe 2 — l’IPC-A-610 ne publie pas de pourcentage de vide distinct et plus strict par classe ; des limites numériques plus serrées sont généralement imposées par une note sur le plan du client. | Critères de qualité IPC-A-610 Classe 3 (cordon de soudure, dépassement, propreté) + recommandations de procédé IPC-7095D | Inspection à 100 % par rayons X, sous un angle oblique lorsque la géométrie de l’emballage le permet |
| Cartes d’interface/interposeur pour ATE de semi-conducteurs | Spécifié par le client, généralement serré bien en dessous de la base générale où la répétabilité du contact lors des cycles de connexion au socket est importante | Remarque de dessin client se référant aux directives de contrôle des vides de l’IPC-7095D | Inspection par rayons X à 100 % avec corrélation par lot dans le MES |
| Modules de puissance industriels | Spécifié par le client, axé sur l’emplacement des vides sous les billes à fort courant plutôt que sur une valeur globale unique | Remarque de dessin client + recommandations thermiques/de vides selon IPC-7095D | Échantillonnage ou radiographie à 100 % selon la criticité du trajet de puissance |
| Cartes d’imagerie médicale (sciences de la vie) | Spécifié par le client ; nous ne détenons pas la certification ISO 13485 et ne présentons pas ce tableau comme un substitut aux exigences de qualité pour dispositifs médicaux propres au client | Note de dessin client + référence de qualité de fabrication IPC-A-610 Classe 2/3 | Généralement 100 % de radiographie étant donné la longue durée de service et l’absence de possibilité de réparation sur site |
Lisez correctement ce tableau :La norme IPC-A-610 ne publie pas de pourcentage de vide distinct pour la Classe 2 par rapport à la Classe 3 — la même valeur numérique indicative s’applique à toutes les classes. Ce chiffre varie également selon la révision : les recommandations couramment citées aujourd’hui se situent à 25 % de zone de vide par bille de soudure, tandis que les références aux anciennes révisions (par ex. la Révision G) indiquent 30 %. Vérifiez la valeur par rapport à la révision qui régit réellement votre travail plutôt que de considérer l’un ou l’autre chiffre comme fixe. Ce qui change réellement entre les classes, ce sont les critères de finition environnants (recouvrement du congé, tolérance de dépassement, propreté) et l’étendue du contrôle — la Classe 3 passe généralement d’un contrôle par échantillonnage à un contrôle à 100 %. Toute exigence plus stricte que la recommandation générale relève d’une demande spécifique du client ou du programme, ajoutée à la norme de base, et non d’un numéro IPC différent.
Pourquoi le même numéro de vide est accepté dans une classe et refusé dans une autre
C’est précisément à ce point que la plupart des ingénieurs se trompent lorsqu’ils lisent un rapport de radiographie sans préparation. L’IPC-A-610 considère la présence de vides comme un critère parmi plusieurs, et il s’applique de la même manière à toutes les classes : une cavité de 22 % peut satisfaire au critère de vide en elle-même, mais si la même liaison présente un mouillage limite ou un congé irrégulier, elle échoue tout de même pour des raisons de qualité de fabrication, indépendamment du taux de vide. L’IPC-7095D, pour sa part, est un guide de procédé et d’inspection plutôt qu’une norme d’acceptation/rejet : il décrit comment les vides se forment, comment les mesurer de manière cohérente avec un équipement de radiographie, et comment mettre en place un plan d’échantillonnage ou de contrôle, puis renvoie la décision formelle d’acceptation/rejet à la J-STD-001 et à l’IPC-A-610. Ce que la classification modifie réellement, c’est ce qui est inspecté, pas seulement le seuil — une carte de classe 2 peut être échantillonnée au niveau du lot, tandis qu’une carte de classe 3, ou une carte de classe 2 portant une mention de classe 3 pour certains composants, exige généralement un contrôle radiographique à 100 % de chaque BGA, ce qui met en évidence des liaisons marginales qu’un plan d’échantillonnage aurait complètement manquées.
Deux commissions peuvent afficher des lectures identiques de 24 % et pourtant aboutir à des décisions différentes, parce qu’un programme a échantillonné 10 % du lot tandis que l’autre a vérifié chaque balle. Le chiffre seul ne vous indique pas le niveau de confiance qui le sous-tend.
Morphologie des vides : pourquoi le « pourcentage de surface » ne raconte pas toute l’histoire
IPC-7095 définit une classification formelle des vides (section 7.5.3 dans la structure de révision actuelle), et le risque pratique varie selon la catégorie applicable — pas seulement en fonction de la taille du vide.
Macropores (vides de procédé)
Les macrovides sont le type de vide le plus courant et le plus étudié dans les joints BGA — des vides massifs qui se forment dans la bille, généralement dus au dégazage du flux pendantreflux. Elles sont ce autour de quoi est rédigée la directive générale d’acceptation d’environ 25 % (ou environ 30 %, selon la révision citée). Dans les conceptions à forte densité de puissance, la principale préoccupation est la dégradation du chemin thermique plutôt que la fatigue, puisque la section portante du joint reste généralement largement intacte.
Microcavités planes (« vides de champagne »)
Les microcavités planes se situent essentiellement dans un même plan à l’interface entre le plot du PCB et la brasure, plutôt que d’être dispersées dans le volume de la bille. Elles sont souvent liées à des problèmes de finition de surface — par exemple le phénomène de « black pad » sur ENIG, ou des cavités piégées dans certaines finitions par immersion de métal — plutôt qu’au seul profil de refusion. Elles sont fréquemment invisibles lors des tests fonctionnels initiaux, mais peuvent sérieusement dégrader la fiabilité à long terme du joint, et elles sont un facteur reconnu de risque de défaillance de type « head-in-pillow ».
Cavités de retrait
Les cavités de retrait ont un aspect différent des deux autres : elles sont dentelées et irrégulières plutôt que lisses et rondes. Elles se forment lors du passage de l’état liquide à l’état solide, lorsque l’extérieur de la bille se solidifie avant l’intérieur, laissant derrière lui une cavité de retrait. Elles sont plus fréquemment signalées avec les alliages sans plomb SAC qu’avec l’étain-plomb.
Autres catégories
IPC-7095 identifie également les vides de microvias, causés par un via non rempli à l’intérieur de la pastille emprisonnant du gaz, et les vides en trou d’épingle, dus à la chimie de fabrication emprisonnée réagissant pendant la refusion. Les deux renvoient à la conception du circuit imprimé ou à la fabrication de la carte nue plutôt qu’au processus d’assemblage lui-même.
À retenir :une lecture de vides « moyenne de 18 % » sans ventilation par catégorie et par emplacement est incomplète pour une décision fondée sur la fiabilité. Le pourcentage de surface figure sur le dossier de fabrication ; la catégorie dans laquelle le vide tombe est ce dont un ingénieur a réellement besoin pour décider si une brasure marginale peut être expédiée.
Considérations spécifiques à l’industrie
Le même pourcentage de vides a un poids différent selon l’usage réel de la carte. Quelques segments méritent d’être mentionnés spécifiquement :
Modules de puissance industriels
L’emplacement des vides sous les billes à fort courant importe davantage que la moyenne sur l’ensemble du panneau. Un macrovide sous une bille de signal et un microvide planaire à l’interface d’une bille d’alimentation/masse ne représentent pas des risques équivalents pour le même pourcentage de surface. Les procédures ici prévoient généralement des notes sur les plans indiquant des positions de billes spécifiques à examiner plus attentivement, plutôt qu’un seuil unique appliqué à tout le boîtier.
Cartes d’interface et d’interposeur pour ATE de semi-conducteurs
Ces cartes subissent des cycles répétés d’insertion de connecteurs en plus des cycles thermiques, de sorte que la répétabilité du contact à des billes spécifiques est souvent pondérée aussi fortement que le pourcentage de vides. Les plans de contrôle des vides tendent ici à se référer directement aux recommandations de caractérisation de procédé de l’IPC-7095D, car la résistance de contact intermittente n’est pas un mode de défaillance que le critère général de porosité de l’IPC-A-610 a été rédigé pour traiter.
Cartes d’imagerie médicale
Pour être direct : PCBCart / General Circuits détient la certification IATF 16949, et non la norme ISO 13485. Nous ne présentons pas nos processus comme satisfaisant aux exigences des systèmes qualité spécifiques aux dispositifs médicaux, et tout client du secteur des sciences de la vie travaillant avec cette attente doit vérifier de manière indépendante ses propres obligations en matière de système qualité. Ce que nous pouvons prendre en charge, ce sont les critères de qualité de réalisation IPC-A-610 Classe 2/3 et le contrôle des vides référencé IPC-7095D sur l’assemblage lui-même. Une longue durée de vie en service et un accès limité à la réparation sur le terrain sont des raisons fréquentes pour lesquelles ce segment spécifie une inspection par rayons X à 100 % plutôt qu’un échantillonnage — il s’agit d’une décision de contrôle prise par le client, et non d’une revendication de certification de notre part.
Principales causes profondes de processus par plage de vides (liste illustrative de dépannage)
Une fois que vous savez dans quelle plage se situe une mesure, la question suivante est de déterminer ce qui la provoque. La liste ci-dessous constitue une liste de vérification de départ pour réduire la cause première avant toute escalade — ce n’est pas un substitut à l’examen de votre propre profil de refusion et des données de votre pochoir.
Plage vide 0–10 % (typique/attendu)
• Dégazage de flux normal pendant le refusion — niveau de référence attendu, généralement sans action requise
• Légère variation de la chimie de la pâte entre les lots
Plage vide 10–15 % (limite — commencer à vérifier)
• Conception de l’ouverture du pochoir (les ouvertures réduites/en forme de base peuvent piéger les volatils différemment des ouvertures complètes)
• Vitesse de montée en température trop rapide lors du préchauffage, ne permettant pas aux volatils de s’échapper avant le liquidus
• Absorption d’humidité de la pâte à braser due à un temps d’ouverture prolongé
Taux de vides 15–25 % (élevé — approchant de la limite couramment citée)
• Temps de trempe en refusion trop court pour le système de flux de la pâte
• Oxydation de la surface du plot de PCB ou de la bille avant le refusion
• Flèche du boîtier BGA pendant le refusion, modifiant l’entretoise et le chemin d’évacuation des vides (le refusion avec support par un gabarit en pierre synthétique est ici un point de contrôle)
• Temps de maintien sous vide/dégazage insuffisant lorsque la capacité de refusion sous vide fait partie du procédé
Taux de vides >25 % (en dehors de la référence couramment citée — à confirmer selon votre révision de référence)
• Insuffisance de volume d’impression au pochoir confirmée par les données SPI 3D
• Défaillance de coplanarité du composant lors du placement
• Profil de refusion fondamentalement inadapté au système alliage/flux de la pâte
• Contrôle d’atmosphère N2 manquant ou inefficace pendant le refusionnement
Effectuez un recoupement avec vos propres données de volume d’impression 3D SPI et vos journaux de profils de refusion avant de considérer une seule mesure aux rayons X comme concluante — une mesure de vide prise isolément, sans corrélation avec l’impression de pâte, est un symptôme, pas un diagnostic.
Si vous disposez d’une véritable image radiographique montrant une condition de vide que vous cherchez à évaluer, notre équipe d’ingénierie d’applications peut l’examiner manuellement au regard des critères de l’IPC-7095D et de l’IPC-A-610 pour votre classe et votre application spécifiques. Il s’agit d’un examen d’ingénierie réalisé par un être humain, et non d’un outil automatisé — envoyez l’image ainsi qu’une brève note sur votre assemblage (Classe 2/3, application, type de boîtier) et nous vous répondrons avec une évaluation.
Ressources utiles
•Inspection radiographique automatisée (AXI) pour la qualité d’assemblage des PCB
•Mesures efficaces pour le contrôle de la qualité des joints de soudure BGA
•Capacité d’assemblage BGA
•Qu’est-ce qu’un boîtier à billes (BGA)
