Rujukan Penerimaan Kadar Lompang BGA: Kriteria Kelas IPC-7095D & IPC-A-610

Panduan Proses IPC-7095D & Kriteria Mutu Kerja IPC-A-610 Kelas 2/3 | PCBCart (General Circuits) — Pemasangan PCBA Bertauliah IATF 16949

Jadual Rujukan Pantas

Sambungan pateri BGA tersembunyi di bawah pakej, jadiPemeriksaan sinar-X— disemak terhadap rujukan kadar rongga yang konsisten — adalah satu-satunya cara praktikal untuk menilai mereka semasa pemeriksaan penerimaan atau dalam proses. Gunakan jadual di bawah untuk tujuan itu: buka laporan X-ray anda, cari baris yang sepadan dengan binaan anda, dan bandingkan. Ia bertujuan untuk perbandingan manual di bangku kerja, bukan sebagai borang carian — rujukkan peratusan rongga yang anda ukur kepada baris kelas dan aplikasi yang sepadan.

Formula:

Peratus Kawasan Rongga = (Jumlah Kawasan Rongga dalam Bebola Pateri / Kawasan Bebola Pateri, Unjuran X-Ray 2D) × 100

Diukur bagi setiap bebola pateri secara individu, dirujuk kepada kawasan unjuran bebola itu sendiri dalam imej X-ray — bukan kawasan pad kuprum, yang boleh berbeza daripada jejak bebola bergantung pada corak landasan (NSMD berbanding SMD). Satu bebola yang melebihi nilai ambang boleh menyebabkan sambungan gagal walaupun bahagian BGA selebihnya kelihatan bersih.

Baca jadual ini dengan betul:IPC-A-610 tidak menerbitkan peratusan rongga berasingan untuk Kelas 2 berbanding Kelas 3 — garis panduan berangka yang sama digunakan merentas semua kelas. Nombor khusus itu juga berbeza mengikut semakan: panduan yang biasa dirujuk hari ini menetapkan 25% keluasan rongga bagi setiap bebola pateri, manakala rujukan kepada semakan lama (contohnya, Semakan G) menyatakan 30%. Sahkan nombor tersebut berdasarkan semakan piawaian yang diguna pakai oleh organisasi anda dan jangan menganggap mana-mana angka itu sebagai tetap. Perkara yang benar-benar berubah antara kelas ialah kriteria mutu kerja di sekelilingnya (liputan fillet, toleransi juluran, kebersihan) dan tahap pemeriksaan — Kelas 3 lazimnya beralih daripada persampelan kepada pemeriksaan 100%. Sebarang keperluan yang lebih ketat daripada garis panduan umum adalah kehendak khusus pelanggan atau program yang ditambah di atas piawaian asas, bukannya nombor IPC yang berbeza.

Mengapa Nombor Kosong yang Sama Lulus dalam Satu Kelas tetapi Gagal dalam Kelas Lain

Inilah perkara yang paling ramai jurutera silap faham apabila membaca laporan X-ray secara langsung. IPC-A-610 menganggap void sebagai satu kriteria antara beberapa kriteria lain, dan ia digunakan dengan cara yang sama merentas semua kelas — void 22% boleh lulus metrik void itu sendiri, tetapi jika sendi yang sama menunjukkan basahan yang terhad atau fillet yang tidak sekata, ia tetap gagal dari segi mutu kerja tanpa mengira nombor void tersebut. IPC-7095D pula ialah panduan proses dan pemeriksaan dan bukannya piawaian lulus/gagal: ia menghuraikan bagaimana void terbentuk, bagaimana mengukurnya secara konsisten dengan peralatan X-ray, dan bagaimana menyediakan pelan pensampelan atau kawalan, kemudian menyerahkan semula keputusan rasmi terima/tolak kepada J-STD-001 dan IPC-A-610. Apa yang benar-benar berubah dengan penetapan kelas ialah apa yang diperiksa, bukan hanya ambang — papan Kelas 2 mungkin disampel pada peringkat kelompok, manakala papan Kelas 3, atau papan Kelas 2 yang membawa nota Kelas 3 pada komponen tertentu, lazimnya memerlukan X-ray 100% pada setiap BGA, sekali gus mendedahkan sendi marginal yang langsung tidak akan dikesan oleh pelan pensampelan.

Dua papan boleh menunjukkan bacaan 24% yang sama tetapi masih mendapat keputusan yang berbeza, kerana satu program telah mengambil sampel 10% daripada kelompok manakala satu lagi telah mengesahkan setiap bola. Nombor itu sendiri tidak memberitahu anda tahap keyakinan di sebaliknya.

Morfologi Rongga: Mengapa "Peratusan Luas" Bukanlah Seluruh Cerita

IPC-7095 mentakrifkan pengelasan rongga formal (Seksyen 7.5.3 dalam struktur semakan semasa), dan risiko praktikal berbeza mengikut kategori yang terpakai — bukan hanya berdasarkan saiz rongga tersebut.

Makrovoid (rongga proses)

Rongga makro ialah jenis rongga yang paling lazim dan paling banyak dikaji dalam sambungan BGA — rongga pukal yang terbentuk dalam bebola, lazimnya akibat pelepasan gas fluks semasaalir semulaMerekalah yang menjadi asas kepada garis panduan kadar penerimaan umum ~25% (atau ~30%, bergantung pada semakan yang dirujuk). Dalam reka bentuk berketumpatan kuasa tinggi, kebimbangan utama ialah kemerosotan laluan terma dan bukannya keletihan, kerana keratan rentas galas beban sambungan biasanya kekal sebahagian besarnya utuh.

Mikrovoid planar ("void champagne")

Mikrovoid sata berada dengan ketara dalam satu satah biasa pada antara muka antara pad PCB dan pateri, bukannya berselerak di seluruh isipadu bebola. Ia sering dikaitkan dengan isu kemasan permukaan — contohnya pad hitam ENIG, atau rongga terperangkap dalam sesetengah kemasan logam celup — dan bukannya semata-mata dengan profil refluks. Ia kerap tidak kelihatan semasa ujian fungsi pada masa sifar, tetapi boleh menjejaskan kebolehpercayaan sambungan jangka panjang dengan serius, dan ia diketahui menyumbang kepada risiko kegagalan head-in-pillow.

Lompang pengecutan

Rongga pengecutan kelihatan berbeza daripada dua yang lain — bergerigi dan tidak teratur berbanding licin dan bulat. Ia terbentuk semasa perubahan fasa daripada cecair kepada pepejal, apabila bahagian luar bebola memejal sebelum bahagian dalamnya, lalu meninggalkan rongga pengecutan. Ia lebih kerap dilaporkan pada aloi SAC bebas plumbum berbanding pada aloi timah-plumbum.

Kategori lain

IPC-7095 juga mengenal pasti lompang mikrovia, yang disebabkan oleh via tidak berisi di dalam pad yang memerangkap gas, dan lompang lubang jarum, daripada bahan kimia fabrikasi terperangkap yang bertindak balas semasa refluks. Kedua-duanya berpunca daripada reka bentuk papan atau fabrikasi papan kosong dan bukannya daripada proses pemasangan itu sendiri.

Kesimpulan:bacaan kekosongan “purata 18%” tanpa pecahan kategori dan lokasi adalah tidak lengkap untuk pelupusan yang dipacu oleh kebolehpercayaan. Peratusan keluasan dicatat pada traveler; kategori mana kekosongan itu tergolong adalah apa yang sebenarnya diperlukan oleh jurutera untuk memutuskan sama ada satu sambungan marginal boleh dihantar.

Pertimbangan Khusus Industri

Peratus kekosongan yang sama membawa pemberat berbeza bergantung pada tujuan sebenar papan tersebut. Beberapa segmen yang wajar diberi perhatian khusus ialah:

Modul kuasa industri

Kedudukan rongga di bawah bebola arus tinggi lebih penting daripada purata keseluruhan panel. Rongga makro di bawah bebola isyarat dan rongga mikro planar pada antara muka bebola kuasa/tanah bukanlah risiko yang setara pada peratusan keluasan yang sama. Program di sini lazimnya menulis nota lukisan yang menyatakan kedudukan bebola tertentu untuk penelitian yang lebih ketat dan bukannya satu ambang umum untuk keseluruhan pakej.

Papan antara muka dan interposer ATE semikonduktor

Papan ini mengalami kitaran penyisipan soket berulang selain kitaran terma, jadi kebolehulangan sentuhan pada bebola tertentu selalunya diberi pemberat yang sama penting dengan peratusan rongga. Pelan kawalan rongga di sini cenderung merujuk secara langsung kepada panduan pencirian proses dalam IPC-7095D, kerana rintangan sentuhan berselang-seli bukanlah mod kegagalan yang ingin ditangani oleh kriteria umum rongga dalam IPC-A-610.

Papan pengimejan perubatan

Terus terang: PCBCart / General Circuits memegang pensijilan IATF 16949, bukan ISO 13485. Kami tidak menyatakan bahawa proses kami memenuhi keperluan sistem kualiti khusus peranti perubatan, dan mana-mana pelanggan sains hayat yang membina berdasarkan jangkaan tersebut hendaklah mengesahkan sendiri kewajipan sistem kualiti mereka secara bebas. Apa yang boleh kami sokong ialah kriteria mutu kerja IPC-A-610 Kelas 2/3 dan kawalan rongga yang dirujuk IPC-7095D pada pemasangan itu sendiri. Jangka hayat perkhidmatan yang panjang dan akses pembaikan di lapangan yang terhad ialah sebab biasa segmen ini menetapkan 100% X-ray dan bukannya persampelan — itu ialah keputusan pemeriksaan yang didorong oleh pelanggan, bukan tuntutan pensijilan daripada pihak kami.

Punca Akar Proses Lazim mengikut Julat Rongga (Senarai Penyelesaian Masalah Berilustrasi)

Sebaik sahaja anda tahu di mana bacaan itu berada, soalan seterusnya ialah apakah puncanya. Senarai di bawah ialah senarai semak permulaan untuk mengecilkan punca utama sebelum membuat eskalasi — bukan pengganti untuk menyemak sendiri profil reflow dan data sten anda.

Julat kekosongan 0–10% (tipikal/dijangka)

• Pelepasan gas fluks biasa semasa reflow — garis dasar yang dijangka, biasanya tidak memerlukan tindakan

• Variasi kecil dalam kimia pes antara kelompok

Julat kosong 10–15% (sempadan — mula membuat semakan)

• Reka bukaan stencil (bukaan dikurangkan/berbentuk tapak rumah boleh memerangkap bahan meruap dengan cara berbeza berbanding bukaan penuh)

•       Kadar peningkatan suhu reflow terlalu cepat semasa prapemanasan, tidak membenarkan bahan meruap keluar sebelum mencapai suhu cecair

• Pengambilan lembapan pes pateri akibat masa terbuka yang berpanjangan

Julat kekosongan 15–25% (meningkat — menghampiri had yang sering disebut)

•       Masa rendaman reflow terlalu singkat untuk sistem fluks pes

• Pengoksidaan permukaan pad PCB atau bebola sebelum penyolderan semula

• Lengkungan pakej BGA semasa refluks, mengubah jarak pemisah dan laluan pelepasan rongga (refluks yang disokong oleh lekapan batu sintetik ialah satu titik kawalan di sini)

• Masa vakum/nyahgas tidak mencukupi apabila keupayaan refluks vakum merupakan sebahagian daripada proses

Julat kekosongan >25% (di luar garis dasar yang biasa disebut — sahkan mengikut semakan kawal selia anda)

•       Kekurangan isipadu cetakan stensil disahkan melalui data SPI 3D

• Kegagalan koplanariti komponen semasa penempatan

• Profil aliran semula pada asasnya tidak sepadan dengan sistem aloi/fluss pes

• Kawalan atmosfera N2 yang hilang atau tidak berkesan semasa reflow

Rujuk silang dengan data volum cetakan SPI 3D dan log profil reflow anda sendiri sebelum menganggap sebarang bacaan X-ray sebagai muktamad — bacaan kekosongan secara bersendirian, tanpa korelasi dengan cetakan pes, hanyalah satu simptom, bukan satu diagnosis.

Jika anda mempunyai imej X-ray sebenar yang menunjukkan keadaan rongga yang anda cuba buat keputusan, pasukan kejuruteraan aplikasi kami boleh menyemaknya secara manual berdasarkan kriteria IPC-7095D dan IPC-A-610 untuk kelas dan aplikasi khusus anda. Ini ialah semakan kejuruteraan manusia, bukan alat automatik — hantarkan imej tersebut dan nota ringkas tentang binaan anda (Kelas 2/3, aplikasi, jenis pakej) dan kami akan menghubungi anda semula dengan penilaian.

Sumber Berguna
•Pemeriksaan X-Ray Automatik (AXI) untuk Kualiti Pemasangan PCB
•Langkah Berkesan untuk Kawalan Kualiti pada Sambungan Pateri BGA
•Keupayaan Pemasangan BGA
•Apakah itu Susunan Grid Bebola (BGA)