Introdução
Uma cotação de montagem de PCB pode incluir uma linha para inspeção-por raio X.
Para muitos compradores de EMS, a primeira reação é justa: “Será que realmente precisamos disso ou é apenas mais um custo de inspeção?”
A resposta depende do que o tabuleiro está escondendo.
AOI pode inspecionar condições de montagem visíveis. A inspeção visual pode revisar juntas de solda expostas, polaridade e posicionamento de componentes. A FCT pode confirmar o comportamento funcional definido. Mas nenhum desses métodos pode mostrar completamente o que está acontecendo em um pacote BGA, QFN, LGA, CSP, PoP ou outro pacote{3}terminado na parte inferior.
É aí que a inspeção-por raios X se torna útil.
Os compradores de EMS devem solicitar a inspeção por raio X-quando o principal risco de qualidade estiver oculto na inspeção visual normal, especialmente com BGA, QFN, LGA, componentes-terminados na parte inferior, juntas de solda ocultas, validação de processo piloto, retrabalho de-juntas ocultas, falhas funcionais pouco claras ou requisitos de documentação do cliente.
O objetivo não é adicionar o X-Ray a todas as versões do PCBA. O objetivo é usá-lo quando o resultado da inspeção ajudar o comprador a tomar uma melhor decisão de fabricação, qualidade ou liberação.
O que a-inspeção por raios X pode realmente mostrar
A inspeção-por raio X é um-método de inspeção não destrutivo usado para examinar a placa montada e o corpo do componente. Na montagem de PCB, é usado principalmente quando as juntas de solda ou estruturas internas de solda não podem ser vistas claramente do lado de fora.
No trabalho prático do EMS, a-inspeção por raios X pode ajudar a avaliar:
- Juntas de solda BGA
- Áreas de solda ocultas QFN, DFN ou LGA
- CSP, PoP ou outros componentes{0}com terminação inferior
- anulação de solda
- pontes de solda ocultas
- solda insuficiente sob pacotes
- desalinhamento grosseiro
- possíveis indicadores de cabeça-no{1}}travesseiro
- distribuição de solda após retrabalho-de junta oculto
- suspeita de defeitos ocultos durante a análise de falhas
Uma maneira simples de pensar sobre isso é esta:
AOI verifica a aparência da placa externamente.
O X-Ray ajuda a inspecionar o que está oculto no pacote.
Ambos são importantes. Eles apenas inspecionam diferentes camadas da montagem.
O que a-inspeção por raios X não prova
O X-Ray é valioso, mas não é um plano de teste completo.
Não confirma o comportamento do firmware. Isso não prova estabilidade de comunicação. Ele não valida a resposta do sensor, o controle do motor, o comportamento de carregamento, o consumo de corrente ou o funcionamento completo do produto sob condições operacionais definidas.
Esse é o território da FCT.
O X-Ray também não substitui o AOI, porque os defeitos visíveis ainda são importantes. Uma placa ainda pode precisar de AOI para detectar erros de polaridade, peças faltantes, marcas de exclusão, pontes de solda visíveis ou deslocamento de posicionamento.
Ele também não substitui as TIC, onde a cobertura elétrica é necessária para aberturas, curtos-circuitos, valores de componentes ou condições de circuito-no nível da placa.
O X-Ray preenche uma lacuna específica: visibilidade oculta da junta de solda.
Se o X-Ray for solicitado sem uma pergunta de inspeção clara, ele poderá aumentar o custo e o tempo de revisão sem melhorar a próxima decisão do comprador.
Quando a inspeção-de raios X deve ser solicitada antecipadamente
A inspeção-por raio X deve ser discutida antes da cotação ou do planejamento da produção quando a placa inclui pacotes conjuntos-ocultos ou quando as evidências de inspeção afetarão decisões de aceitação, liberação ou análise-de falha.
1. Quando a diretoria usa pacotes BGA ou Fine{1}}Pitch BGA
Na maioria das análises de cotações de EMS, o BGA é o primeiro tipo de pacote que deve acionar a pergunta do X-Ray.
As juntas de solda ficam embaixo do componente, portanto, a inspeção visual normal não pode confirmar diretamente se todas as esferas foram formadas corretamente. A AOI pode confirmar o alinhamento da colocação externamente, mas não pode avaliar completamente as juntas de solda sob a embalagem.
Para montagens BGA e BGA de passo fino, o X{1}}Ray pode ajudar a identificar pontes, vazios anormais, desalinhamento grosseiro, problemas de colapso da bola ou indicadores visuais que podem apontar para formação de solda fraca.
Isso não significa que todas as placas BGA precisam automaticamente do mesmo escopo X-Ray. Alguns projetos podem precisar de inspeção por amostra. Outros podem precisar da revisão do primeiro-artigo, da confirmação da versão piloto ou da inspeção-por{5}}unidade dos componentes selecionados.
Mas se uma placa usar pacotes BGA ou FBGA, os compradores deverão discutir o escopo do X{0}}Ray durante a fase de RFQ. Esperar até a montagem pode criar uma lacuna de inspeção tardia.
2. Quando o projeto usa componentes QFN, DFN, LGA, CSP ou PoP
O BGA não é o único motivo para considerar o X-Ray.
QFN, DFN, LGA, CSP, PoP e outros pacotes-terminados na parte inferior também podem ocultar condições de solda importantes. Esses pacotes são comuns em produtos eletrônicos de consumo compactos, módulos industriais, placas de comunicação, projetos-relacionados a energia e montagem de PCBs-de tecnologia mista.
Um QFN pode parecer aceitável visto de fora, mas a almofada térmica ou a área de solda oculta ainda pode apresentar vazios, pouca umidade ou distribuição desigual de solda. Em algumas aplicações, isso pode afetar a transferência de calor, o aterramento, a integridade do sinal ou a confiabilidade-de longo prazo.
O comprador não deve apenas perguntar: “A placa pode ser montada?”
A melhor pergunta é: "As juntas críticas de solda podem ser inspecionadas suficientemente bem para apoiar a próxima decisão?"
3. Quando a AOI consegue ver a colocação, mas não o risco real
AOI é útil, mas ainda é uma inspeção visual.
Ele pode detectar peças faltantes, erros de polaridade, deslocamento de componentes, marcas de exclusão, pontes de solda visíveis e muitos outros problemas de montagem. Mas a AOI não pode inspecionar juntas de solda escondidas embaixo das embalagens.
É por isso que AOI e X{0}}Ray não devem ser tratados como métodos concorrentes.
AOI pergunta: a montagem visível parece correta?
O X-Ray pergunta: o que está acontecendo embaixo da embalagem ou dentro da área de solda oculta?
Este é um dos erros mais comuns do comprador: presumir um resultado AOI limpo significa que juntas ocultas também são aceitáveis.
Pode ser verdade. Mas a AOI não pode provar isso.
4. Quando os resultados do protótipo ou do piloto decidirão a próxima construção
A inspeção-por raio X pode ser especialmente útil durante construções de protótipos e pilotos.
Na fase de protótipo, o comprador pode precisar entender se um problema vem do projeto, montagem, estêncil, perfil de refluxo, seleção de pacote, manuseio de componentes ou configuração de teste. O X-Ray pode ajudar a restringir essa discussão quando juntas de solda ocultas estão envolvidas.
Na fase piloto, a questão torna-se mais séria. A equipe não está apenas verificando se um conselho pode funcionar uma vez. É decidir se o projeto, o processo e o plano de inspeção estão prontos para baixo-volume ou produção em lote.
Uma placa piloto funcional é útil.
Uma placa piloto funcional com evidências de inspeção é muito mais útil quando a próxima decisão é a liberação da produção.
5. Quando o retrabalho oculto-de junta foi realizado
O retrabalho altera a questão da inspeção.
Se um conector visível ou um componente passivo grande for retrabalhado, a inspeção visual poderá ser suficiente em muitos casos. Mas se um componente de junta-oculto BGA, QFN ou semelhante tiver sido removido e substituído, a inspeção se tornará mais sensível.
Após o retrabalho, o X-Ray pode ajudar a avaliar alinhamento, ponte, anulação, distribuição de solda ou outros problemas ocultos que não podem ser revisados externamente.
Esta não é apenas uma questão de qualidade. É também uma questão de rastreabilidade.
Se uma placa retrabalhada for usada posteriormente para validação, testes de campo ou aprovação do cliente, o comprador deverá saber se essa unidade representa uma saída normal do processo ou uma condição reparada.
6. Quando um Conselho falha na FCT e a causa não é óbvia
A FCT pode dizer-lhe que a placa não funciona. Nem sempre lhe diz porquê.
Uma placa pode falhar devido a firmware, programação, valor incorreto do componente, problema no conector, problema no dispositivo de teste, sequenciamento de energia, ponte de solda, junta aberta ou defeito oculto no pacote.
Se a falha envolver um componente com juntas de solda ocultas, o X-Ray poderá se tornar parte do caminho de análise-da falha.
Por exemplo, se uma placa de processador-baseada em BGA falhar na inicialização, o X-Ray poderá ajudar a verificar se há problemas óbvios de junta de solda no BGA. Se um IC de potência QFN se comportar de maneira inconsistente, o X-Ray poderá ajudar a revisar o bloco exposto e a condição da solda.
O X-Ray não deve ser a primeira resposta para todas as falhas funcionais. Mas quando o componente suspeito tem juntas ocultas, pode economizar tempo em comparação com a adivinhação.
7. Quando o produto tem maiores expectativas de confiabilidade
Alguns projetos PCBA apresentam mais riscos do que outros.
Placas de controle industrial, equipamentos de automação, módulos{0}}relacionados à energia, dispositivos de comunicação, eletrônicos-automotivos, eletrônicos de suporte médico e produtos{2}}implantados em campo geralmente precisam de mais disciplina de inspeção do que um simples protótipo de baixo-risco.
Quanto maior o custo da falha, mais importante se torna entender quais juntas de solda não podem ser inspecionadas visualmente.
Para esses projetos, os compradores devem decidir antecipadamente se o X-Ray será usado para:
- inspeção do primeiro artigo
- inspeção de amostra
- confirmação de construção piloto
- validação de processo
- verificação de retrabalho
- análise de falhas
- relatórios-específicos do cliente
A resposta não precisa ser a mesma para todas as unidades ou construções. Mas o âmbito da inspecção deve ser deliberado.
8. Quando o cliente exige evidências de inspeção
Às vezes, o X-Ray não é solicitado porque o parceiro EMS o recomenda. Ela é solicitada porque a equipe interna de qualidade, o cliente final, o parceiro de certificação ou o requisito da aplicação do comprador solicitam evidências.
Nesses casos, o comprador deve definir claramente os requisitos de documentação.
O cliente precisa de imagens-de raios X?
O relatório precisa mostrar localizações específicas de componentes?
A amostra de inspeção é-baseada ou unidade-por{2}}unidade?
Existem critérios de aprovação/reprovação para anulação, ponte ou alinhamento?
Quem analisa e aprova os casos limítrofes?
Se o relatório for necessário, ele deverá ser discutido antes da cotação. A inspeção-por raio X sem uma expectativa clara de relatório ainda pode deixar o comprador sem as evidências necessárias.
Quando a inspeção-por raios X pode não ser necessária
O X-Ray é valioso, mas não deve ser adicionado às cegas.
Uma montagem de PCB simples com cabos-de asa de gaivota visíveis, componentes-passantes, baixa densidade, sem BGA ou pacotes com terminação-inferior e baixo risco do produto pode não precisar de inspeção por raio-X. Em muitos desses casos, a inspeção visual, AOI, verificações elétricas básicas ou FCT podem fornecer confiança suficiente para a fase do projeto.
Mais inspeção não é automaticamente melhor.
O X-Ray adiciona tempo de processo, custo, trabalho de interpretação e, às vezes, complexidade de revisão. Fornece evidências úteis apenas quando o comprador sabe que risco está tentando reduzir.
A questão chave é:
Todas as juntas de solda críticas são inspecionáveis por métodos visuais ou ópticos normais?
Se a resposta for sim, o X-Ray pode ser opcional. Se a resposta for não, o X-Ray merece um lugar na discussão da estratégia de inspeção.
Como os compradores de EMS devem definir o escopo do-X Ray
Se a Inspeção por Raio-X for necessária, o comprador não deve simplesmente escrever "Raio-X, se necessário" na RFQ.
Isso não é um escopo.
Uma solicitação melhor deve definir:
- quais componentes exigem X-Ray
- se a inspeção é 100%, baseada em-amostra, apenas no primeiro artigo ou apenas em análise-de falha
- se o objetivo é verificar a ponte, a anulação, a distribuição da solda, o alinhamento ou a qualidade do retrabalho
- se imagens ou relatórios são necessários
- se os critérios de aceitação definidos-pelo cliente se aplicam
- o que deve acontecer se uma unidade falhar na inspeção
- se o mesmo escopo do X{0}}Ray se aplica nos estágios de protótipo, piloto e produção
Esses detalhes ajudam o parceiro EMS a cotar com precisão e planejar o fluxo de inspeção.
Uma solicitação vaga de X-Ray pode criar o mesmo problema que uma solicitação vaga de FCT: todos concordam que o teste é necessário, mas ninguém sabe exatamente qual resultado será aceito.
O que perguntar ao seu parceiro EMS sobre a capacidade do-XRay
A frase "X-Ray disponível" em uma lista de capacidades não conta toda a história.
Antes de adicionar a inspeção-por raio X a um projeto PCBA, os compradores podem perguntar:
- A inspeção por-raios X é realizada-internamente ou terceirizada?
- O sistema é adequado para o tamanho da placa e os tipos de pacote neste projeto?
- O raio X 2D-é suficiente ou a imagem angular ou a análise no estilo-TC são necessárias para análise de falhas?
- Quais componentes serão inspecionados?
- Que imagens ou relatórios podem ser fornecidos?
- Quem analisa os casos limítrofes?
- Como os resultados da inspeção são armazenados e rastreados?
- Qual é o processo se um defeito for encontrado?
- O escopo do X{0}}Ray pode ser ajustado entre os estágios de protótipo, piloto e produção?
Essas perguntas mantêm a discussão prática.
O objetivo não é exigir os equipamentos mais avançados para cada construção. O objetivo é confirmar se o método de inspeção corresponde ao risco.
Inspeção-por raio X e precisão de cotação
A inspeção-por raio X pode afetar o planejamento de cotação e entrega.
Pode exigir tempo de equipamento, programação de inspeção, revisão do operador, armazenamento de imagens, relatórios, julgamento de engenharia ou comunicação adicional se aparecerem resultados limítrofes. Se o requisito for adicionado após a primeira cotação, o escopo do projeto muda.
É por isso que a inspeção-por raio X deve ser divulgada durante a RFQ quando for importante.
Para os compradores, não se trata de pagar por uma inspeção extra muito cedo. Trata-se de garantir que a cotação corresponda à expectativa real de construção.
Uma cotação PCBA que inclui apenas AOI padrão não é a mesma que uma cotação que inclui raio X-BGA, relatórios, revisão de retrabalho e validação funcional. A quantidade de placas pode ser a mesma, mas o processo não.
Como o X-Ray se adapta à AOI, ICT e FCT
O X-Ray deve ser tratado como parte de uma estratégia de inspeção e teste em camadas.
AOI verifica a qualidade da montagem visível.
O ICT verifica as condições elétricas-no nível do componente onde o acesso de teste permite.
A FCT verifica o comportamento específico-do produto sob condições operacionais definidas.
O X-Ray ajuda a inspecionar juntas de solda ocultas e condições internas de solda que outros métodos podem não mostrar.
Cada método reduz um tipo diferente de risco. Uma placa aprovada no FCT ainda pode ter um problema de solda oculto. Uma placa que passa no AOI ainda pode ter risco de anulação ou ponte do BGA. Uma placa que passa no X{3}}Ray ainda pode falhar na função de nível de firmware ou de produto-.
O plano de inspeção mais forte geralmente não é “mais testes em todos os lugares”.
É o método de inspeção certo para o risco certo.
Lista de verificação prática: você deve solicitar uma inspeção-com raios X?
Antes de enviar uma RFQ PCBA, os compradores do EMS podem perguntar:
- A placa usa BGA, FBGA, QFN, DFN, LGA, CSP, PoP ou outros pacotes{0}terminados na parte inferior?
- Há alguma junta de solda crítica escondida da inspeção visual normal?
- Existem almofadas térmicas ou de aterramento que afetam o desempenho?
- A placa é de alta densidade ou pitch fino?
- O produto é usado em aplicações de controle industrial, energia, comunicação, automotivas-relacionadas ou sensíveis-à confiabilidade?
- O resultado do piloto influenciará o lançamento da produção?
- Algum componente de junta-oculto foi retrabalhado?
- A placa falhou no FCT devido a uma suspeita de causa raiz-relacionada à solda?
- O cliente exige imagens de raios X ou relatórios de inspeção?
- A anulação, a ponte, o alinhamento ou a distribuição de solda fazem parte dos critérios de aceitação?
- O X-Ray deve ser unidade-por{2}}unidade, baseado em amostra-, apenas no primeiro artigo ou apenas em análise-de falha?
Se várias respostas forem sim, o X-Ray deve ser discutido antecipadamente.
O que isso significa para compradores de EMS
O X-Ray Inspection não é um complemento de luxo-e não é um requisito universal.
É uma ferramenta de decisão.
Quando o risco principal está oculto em um pacote de componentes, o X-Ray pode fornecer evidências que AOI, inspeção visual, ICT ou FCT não podem fornecer por si só. Quando o conselho não tem riscos conjuntos-ocultos, o X-Ray pode adicionar custos sem melhorar a próxima decisão do comprador.
Essa distinção é importante.
Um bom comprador de EMS deve solicitar a Inspeção por Raio X-quando o projeto da placa, o pacote de componentes, a expectativa de confiabilidade, a condição de retrabalho, o caminho de análise-de falha ou o requisito de documentação do cliente tornarem a inspeção conjunta-oculta significativa.
Uma solicitação ruim é:
"Por favor, faça raio X-se necessário."
Uma solicitação melhor é:
"Realize a inspeção-de raios X nesses locais BGA e QFN durante a construção do piloto e forneça imagens para análise se houver suspeita de problemas de esvaziamento, ponte ou alinhamento."
Esse tipo de instrução dá ao parceiro EMS um escopo real de inspeção.
Conclusão
Os compradores de EMS devem solicitar inspeção por raio X-quando os riscos de montagem de PCB estiverem ocultos da inspeção visual normal.
Os gatilhos mais claros são BGA, FBGA, QFN, DFN, LGA, CSP, PoP, componentes-terminados na parte inferior, juntas de solda ocultas, validação de processo de protótipo ou piloto, retrabalho de junta-oculta, falhas funcionais pouco claras, aplicativos confidenciais de confiabilidade-e requisitos de documentação do cliente.
O X-Ray não deve ser tratado como um rótulo genérico de "melhor qualidade". Deve estar vinculado a uma questão específica de inspeção.
Para compradores que preparam um projeto PCBA com pacotes conjuntos-ocultos ou necessidades de relatórios de inspeção, a STHL pode analisar o requisito de umMontagem de PCBeTeste e Inspeçãoperspectiva antes da cotação ou do planejamento da produção. Envie seus arquivos atravésSolicite um orçamentoou entre em contato conosco eminfo@pcba-china.com
