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PCB AOI 与 X-Ray 协同检测(BGA/QFN 隐藏缺陷)

来源:捷配 时间: 2025/11/26 09:01:07 阅读: 1

1. 引言

 随着BGA(球栅阵列)、QFN(方形扁平无引脚)元件在服务器、工业控制PCB中的普及,隐藏缺陷(如BGA内部焊点空洞、QFN底部焊盘虚焊)成为检测难点——行业数据显示,仅靠AOI检测BGA PCB,隐藏缺陷漏检率超8%,某服务器厂商曾因BGA内部空洞漏检,导致整机故障率5%,售后成本增加1200万元。PCB检测需实现“表面缺陷(AOI)+内部缺陷(X-Ray)”全覆盖,符合**IPC-A-610G Class 3** 对BGA焊点的要求(空洞率≤15%)。捷配构建“AOI-X-Ray协同检测线”,累计检测BGA/QFN PCB超800万片,隐藏缺陷漏检率0%,本文拆解协同流程、参数匹配及数据整合方法,助力企业解决隐藏缺陷检测难题。

 

2. 核心技术解析

PCB AOI 与 X-Ray 协同的核心是 “优势互补”,需明确两者检测边界,且符合IPC-TM-650 2.8.23(AOI) 与IPC-TM-650 2.1.11(X-Ray) 标准:AOI 擅长检测 “表面可见缺陷”——BGA 元件偏移(≥0.1mm)、阻焊层覆盖不良、表面元件缺件,检出率≥99.5%,但无法穿透 BGA 锡球,对内部焊点空洞、焊锡不足等隐藏缺陷漏检率 100%;X-Ray 擅长检测 “内部隐藏缺陷”——BGA 焊点空洞(面积≥0.02mm²)、QFN 底部焊盘焊锡量(≥80% 覆盖率),检出率≥99.8%,但对表面元件极性反、阻焊刮伤等缺陷识别能力弱(检出率≤60%)。协同检测的关键是 “缺陷坐标同步”,需将 AOI 检测的 PCB 定位坐标(精度 ±0.01mm)同步至 X-Ray,确保 X-Ray 精准聚焦 AOI 标记的 “疑似缺陷区域”,减少无效检测时间。捷配 JPE-AOI-800 与 JPE-XR-900 通过 “EtherNet/IP 协议” 实现坐标同步,同步误差≤±0.005mm,检测效率比 “独立检测” 提升 40%。

 

 

3. 实操方案

3.1 协同检测流程设计

  1. AOI 初筛:PCB 进入 JPE-AOI-800,检测表面缺陷 ——BGA 元件偏移(阈值 0.1mm)、表面缺件、阻焊偏移,对 “无表面缺陷” 的 PCB 标记 “正常”,直接流入下一工序;对 “有表面缺陷” 或 “BGA/QFN 元件区域” 的 PCB,标记缺陷坐标(如 X:12.34mm,Y:8.56mm),传送至 X-Ray 复检区;
  2. X-Ray 复检:JPE-XR-900 接收 AOI 标记的坐标,自动调整 X-Ray 管电压(100kV~120kV)、管电流(50μA~80μA),聚焦至标记区域 —— 检测 BGA 焊点空洞(按IPC-A-610G Class 3,空洞率≤15%)、QFN 底部焊盘焊锡覆盖率(≥80%),复检覆盖率 100%,无漏检标记区域;
  3. 人工复核:对 X-Ray 判定 “疑似隐藏缺陷”(如 BGA 空洞率 12%~15%)的 PCB,送至显微镜(20 倍放大)人工复核,复核标准按IPC-A-610G Class 3 执行,复核时间≤30 秒 / 片,确保判定准确性。

 

3.2 参数匹配与数据整合

  1. 坐标同步校准:每日开机前,用捷配协同标准板(JPE-AOI-XR-Cal-01,含 10 个 BGA 标准缺陷坐标)校准,将 AOI 坐标与 X-Ray 坐标比对,同步误差需≤±0.005mm,用坐标校准软件(JPE-Sync-2.0)自动修正偏差;
  2. X-Ray 参数适配:根据 BGA 球径调整参数 ——0.4mm 球径设为管电压 100kV、管电流 50μA,0.6mm 球径设为 120kV、80μA,确保焊点图像灰度差≥50(空洞与正常焊点区分度),按IPC-TM-650 2.1.11,图像清晰度需满足 “焊点边缘无模糊”;
  3. 检测数据整合:通过捷配检测云平台(JPE-Test-Cloud),将 AOI 表面缺陷数据与 X-Ray 内部缺陷数据关联,生成 “单 PCB 全缺陷报告”,包含缺陷类型、位置、大小、判定结果,数据可追溯至生产批次、检测设备,保存时间≥3 年(符合汽车 / 医疗电子追溯要求)。

 

PCB AOI 与 X-Ray 协同检测是解决 BGA/QFN 隐藏缺陷的唯一路径,核心是 “流程联动 + 坐标同步 + 数据整合”,需同时满足表面与内部缺陷的检测标准。捷配可提供 “协同检测线定制”:设备选型(AOI/X-Ray 型号匹配)、流程设计(初筛 - 复检 - 复核)、数据平台搭建,确保检测效率与精度平衡。

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