Introduction
Un devis d'assemblage de PCB peut inclure une ligne pour l'inspection aux rayons X-.
Pour de nombreux acheteurs EMS, la première réaction est juste : « En avons-nous réellement besoin, ou s'agit-il simplement d'un coût d'inspection supplémentaire ?
La réponse dépend de ce que cache le tableau.
AOI peut inspecter les conditions d’assemblage visibles. L'inspection visuelle peut examiner les joints de soudure exposés, la polarité et le placement des composants. FCT peut confirmer un comportement fonctionnel défini. Mais aucune de ces méthodes ne peut montrer pleinement ce qui se passe sous un package BGA, QFN, LGA, CSP, PoP ou autre -terminé par le bas.
C'est là que l'inspection aux rayons X- devient utile.
Les acheteurs EMS doivent demander une inspection aux rayons X-lorsque le principal risque de qualité est caché de l'inspection visuelle normale, en particulier avec les composants BGA, QFN, LGA, les composants à terminaison inférieure-, les joints de soudure cachés, la validation du processus pilote, la retouche des joints-cachés, les pannes fonctionnelles peu claires ou les exigences de documentation du client.
L'objectif n'est pas d'ajouter X-Ray à chaque build PCBA. L'objectif est de l'utiliser lorsque le résultat de l'inspection aidera l'acheteur à prendre une meilleure décision en matière de fabrication, de qualité ou de sortie.
Ce que-l'inspection aux rayons X peut réellement montrer
L'inspection aux rayons X-est une méthode d'inspection non-destructive utilisée pour examiner la carte assemblée et le corps du composant. Dans l'assemblage de PCB, il est principalement utilisé lorsque les joints de soudure ou les structures de soudure internes ne sont pas clairement visibles de l'extérieur.
Dans le cadre du travail pratique EMS, l'inspection aux rayons X-peut aider à évaluer :
- Joints de soudure BGA
- Zones de soudure cachées QFN, DFN ou LGA
- CSP, PoP ou autres composants-terminés en bas
- annulation de soudure
- ponts de soudure cachés
- soudure insuffisante sous les colis
- désalignement grossier
- possible tête-dans-indicateurs d'oreiller
- répartition de la soudure après une retouche de-joint caché
- suspicion de vices cachés lors de l'analyse des pannes
Une façon simple d’y penser est la suivante :
AOI vérifie à quoi ressemble le tableau de l'extérieur.
X-Ray permet d'inspecter ce qui est caché sous le package.
Les deux comptent. Ils inspectent simplement différentes couches de l’assemblage.
Ce que-l'inspection aux rayons X ne prouve pas
X-Ray est précieux, mais il ne s'agit pas d'un plan de test complet.
Cela ne confirme pas le comportement du micrologiciel. Cela ne prouve pas la stabilité de la communication. Il ne valide pas la réponse du capteur, le contrôle du moteur, le comportement de charge, la consommation de courant ou le fonctionnement complet du produit dans des conditions de fonctionnement définies.
C'est le territoire du FCT.
X-Ray ne remplace pas non plus l'AOI, car les défauts visibles comptent toujours. Une carte peut toujours avoir besoin d'un AOI pour détecter les erreurs de polarité, les pièces manquantes, les chutes, les ponts de soudure visibles ou le décalage de placement.
Il ne remplace pas non plus les TIC, où une couverture électrique est nécessaire en cas d'ouvertures, de courts-circuits, de valeurs de composants ou de conditions de circuit-au niveau de la carte.
X-Ray comble une lacune spécifique : visibilité cachée des joints de soudure.
Si X-Ray est demandé sans une question d'inspection claire, cela peut augmenter les coûts et le temps d'examen sans améliorer la prochaine décision de l'acheteur.
Quand-une inspection aux rayons X doit être demandée tôt
L'inspection aux rayons X{{0} doit être discutée avant la planification du devis ou de la production lorsque le tableau comprend des-packages communs cachés ou lorsque les preuves d'inspection affecteront l'acceptation, la publication ou les décisions d'analyse d'échec-.
1. Lorsque la carte utilise des packages BGA ou Fine-BGA
Dans la plupart des examens de devis EMS, BGA est le premier type de package qui devrait déclencher la question X-Ray.
Les joints de soudure se trouvent sous le composant, donc une inspection visuelle normale ne peut pas confirmer directement si chaque bille s'est formée correctement. AOI peut confirmer l'alignement du placement depuis l'extérieur, mais il ne peut pas évaluer complètement les joints de soudure sous le boîtier.
Pour les assemblages BGA et-BGA à pas fin, X-Ray peut aider à identifier les pontages, les vides anormaux, les désalignements importants, les problèmes d'effondrement des billes ou les indicateurs visuels pouvant indiquer une faible formation de soudure.
Cela ne signifie pas que chaque carte BGA a automatiquement besoin du même oscilloscope à rayons X-. Certains projets peuvent nécessiter une inspection par échantillon. D'autres peuvent avoir besoin d'un premier-examen d'un article, d'une confirmation de construction pilote ou d'une inspection-unité par-unité des composants sélectionnés.
Mais si une carte utilise des packages BGA ou FBGA, les acheteurs doivent discuter de la portée X-Ray lors de la phase d'appel d'offres. Attendre la fin de l'assemblage peut créer un écart d'inspection tardive.
2. Lorsque la conception utilise des composants QFN, DFN, LGA, CSP ou PoP
BGA n'est pas la seule raison d'envisager X-Ray.
Les packages QFN, DFN, LGA, CSP, PoP et autres-terminaisons inférieures peuvent également masquer des conditions de soudure importantes. Ces packages sont courants dans l'électronique grand public compacte, les modules industriels, les cartes de communication, les conceptions liées à l'alimentation-et l'assemblage de circuits imprimés à technologies mixtes-.
Un QFN peut sembler acceptable de l'extérieur, mais le tampon thermique ou la zone de soudure cachée peut toujours présenter des vides, un mauvais mouillage ou une répartition inégale de la soudure. Dans certaines applications, cela peut affecter le transfert de chaleur, la mise à la terre, l'intégrité du signal ou la fiabilité à long terme.
L'acheteur ne doit pas seulement demander : « La carte peut-elle être assemblée ?
La meilleure question est : « Les joints de soudure critiques peuvent-ils être suffisamment inspectés pour appuyer la prochaine décision ? »
3. Quand AOI peut voir le placement mais pas le risque réel
L’AOI est utile, mais il s’agit toujours d’une inspection visuelle.
Il peut détecter les pièces manquantes, les erreurs de polarité, le décalage des composants, les chutes, les ponts de soudure visibles et de nombreux autres problèmes d'assemblage. Mais AOI ne peut pas inspecter les joints de soudure cachés sous les emballages.
C'est pourquoi AOI et X-Ray ne doivent pas être traités comme des méthodes concurrentes.
AOI demande : l'assemblage visible semble-t-il correct ?
X-Ray demande : que se passe-t-il sous l'emballage ou à l'intérieur de la zone de soudure cachée ?
C’est l’une des erreurs les plus courantes des acheteurs : supposer qu’un résultat AOI propre signifie que les joints cachés sont également acceptables.
C'est peut-être vrai. Mais AOI ne peut pas le prouver.
4. Quand les résultats du prototype ou du pilote décideront de la prochaine construction
L'inspection aux rayons X-peut être particulièrement utile lors de la construction de prototypes et de pilotes.
Au stade du prototype, l'acheteur peut avoir besoin de comprendre si un problème vient de la conception, de l'assemblage, du pochoir, du profil de refusion, de la sélection du package, de la manipulation des composants ou de la configuration des tests. X-Ray peut aider à affiner cette discussion lorsque des joints de soudure cachés sont impliqués.
Au stade pilote, la question devient plus sérieuse. L'équipe ne vérifie pas seulement si un tableau peut fonctionner une fois. Il s'agit de décider si la conception, le processus et le plan d'inspection sont prêts pour une production en faible volume-ou par lots.
Un comité pilote fonctionnel est utile.
Un comité pilote fonctionnel avec des preuves d'inspection est beaucoup plus utile lorsque la prochaine décision est la mise en production.
5. Lorsqu'une retouche masquée-des joints a été effectuée
La refonte modifie la question d'inspection.
Si un connecteur visible ou un gros composant passif est retravaillé, une inspection visuelle peut suffire dans de nombreux cas. Mais si un composant commun caché -BGA, QFN ou similaire a été retiré et remplacé, l'inspection devient plus sensible.
Après le remaniement, X-Ray peut aider à évaluer l'alignement, le pontage, l'annulation, la répartition de la soudure ou d'autres problèmes cachés qui ne peuvent pas être examinés de l'extérieur.
Ce n’est pas seulement un problème de qualité. C'est aussi une question de traçabilité.
Si une carte retravaillée est utilisée ultérieurement pour la validation, les tests sur le terrain ou l'approbation du client, l'acheteur doit savoir si cette unité représente un résultat de processus normal ou un état réparé.
6. Lorsqu'une carte échoue au FCT et que la cause n'est pas évidente
FCT peut vous dire que la carte ne fonctionne pas. Cela ne vous dit pas toujours pourquoi.
Une carte peut échouer en raison d'un micrologiciel, d'une programmation, d'une valeur de composant incorrecte, d'un problème de connecteur, d'un problème de montage de test, d'un séquencement d'alimentation, d'un pont de soudure, d'un joint ouvert ou d'un défaut caché du boîtier.
Si la défaillance implique un composant avec des joints de soudure cachés, les rayons X-peuvent faire partie du chemin d'analyse de la défaillance-.
Par exemple, si une carte processeur basée sur BGA-ne démarre pas, X-Ray peut aider à vérifier s'il existe des problèmes évidents de joints de soudure sous le BGA. Si un circuit intégré de puissance QFN se comporte de manière incohérente, X-Ray peut aider à examiner l'état du plot exposé et de la soudure.
X-Ray ne devrait pas être la première réponse à chaque panne fonctionnelle. Mais lorsque le composant suspect présente des joints cachés, cela peut permettre de gagner du temps par rapport à une estimation.
7. Lorsque le produit a des attentes de fiabilité plus élevées
Certains projets PCBA comportent plus de risques que d’autres.
Les tableaux de commande industriels, les équipements d'automatisation, les modules-liés à l'alimentation, les appareils de communication, l'électronique automobile-liée à l'automobile, l'électronique de support médical et les produits-déployés sur le terrain nécessitent souvent plus de discipline d'inspection qu'un simple prototype à faible-risque.
Plus le coût d’une défaillance est élevé, plus il devient important de comprendre quels joints de soudure ne peuvent pas être inspectés visuellement.
Pour ces projets, les acheteurs doivent décider dès le début si X-Ray sera utilisé pour :
- inspection du premier article
- inspection d'échantillons
- confirmation de la construction pilote
- validation du processus
- vérification de reprise
- analyse des échecs
- rapports spécifiques au client-
La réponse ne doit pas nécessairement être la même pour chaque unité ou chaque construction. Mais la portée de l’inspection doit être délibérée.
8. Lorsque le client a besoin de preuves d'inspection
Parfois, les rayons X- ne sont pas demandés car le partenaire EMS le recommande. Elle est demandée parce que l'équipe qualité interne de l'acheteur, le client final, le partenaire de certification ou les exigences de l'application demandent des preuves.
Dans ces cas-là, l’acheteur doit définir clairement les exigences en matière de documentation.
Le client a-t-il besoin d'images-rayons X ?
Le rapport doit-il indiquer les emplacements spécifiques des composants ?
L'inspection est-elle basée sur un échantillon-ou unité-par-unité ?
Existe-t-il des critères de réussite/échec pour l’annulation, le pontage ou l’alignement ?
Qui examine et approuve les cas limites ?
Si un rapport est requis, il doit être discuté avant la cotation. -Une inspection aux rayons X sans attentes claires en matière de rapport peut toujours laisser l'acheteur sans les preuves dont il a besoin.
Quand-l'inspection aux rayons X n'est peut-être pas nécessaire
X-Ray est précieux, mais il ne doit pas être ajouté aveuglément.
Un assemblage de PCB simple avec des fils-ailes de mouette visibles, des composants-à traversant, une faible densité, sans BGA ni boîtiers à terminaison inférieure-et un faible risque produit ne nécessitera peut-être pas d'inspection aux rayons X-. Dans de nombreux cas, l'inspection visuelle, l'AOI, les vérifications électriques de base ou le FCT peuvent fournir suffisamment de confiance pour l'étape du projet.
Plus d’inspection n’est pas automatiquement meilleure.
X-Ray ajoute du temps de processus, des coûts, du travail d'interprétation et parfois de la complexité de révision. Elle ne fournit des preuves utiles que lorsque l’acheteur sait quel risque il tente de réduire.
La question clé est :
Tous les joints de soudure critiques peuvent-ils être inspectés par des méthodes visuelles ou optiques normales ?
Si la réponse est oui, X-Ray peut être facultatif. Si la réponse est non, X-Ray mérite une place dans la discussion sur la stratégie d'inspection.
Comment les acheteurs EMS doivent définir le champ d'application des rayons X -
Si une inspection aux rayons X-est nécessaire, l'acheteur ne doit pas simplement écrire « X-Rayons si nécessaire » dans la demande d'offre.
Ce n'est pas une portée.
Une meilleure demande devrait définir :
- quels composants nécessitent X-Ray ?
- si l'inspection est à 100 %, basée sur un échantillon-basé sur le premier article uniquement ou sur une analyse d'échec-uniquement
- si l'objectif est de vérifier la qualité des pontages, des vides, de la répartition de la soudure, de l'alignement ou de la reprise.
- si des images ou des rapports sont requis
- si les critères d'acceptation-définis par le client s'appliquent
- que devrait-il se passer si une unité échoue à l'inspection
- si le même champ d'application-Ray X s'applique aux étapes de prototype, de pilote et de production ;
Ces détails aident le partenaire EMS à établir un devis précis et à planifier le flux d'inspection.
Une vague requête X-Ray peut créer le même problème qu'une vague requête FCT : tout le monde convient que des tests sont nécessaires, mais personne ne sait exactement quel résultat sera accepté.
Que demander à votre partenaire EMS à propos de la fonctionnalité-rayons X ?
L'expression « X-Rayons disponibles » sur une liste de fonctionnalités ne raconte pas toute l'histoire.
Avant d'ajouter l'inspection X-Ray à un projet PCBA, les acheteurs peuvent demander :
- L'inspection aux rayons X-est-elle effectuée-en interne ou en sous-traitance ?
- Le système est-il adapté à la taille des cartes et aux types de boîtiers de cette conception ?
- Les rayons X-2D sont-ils suffisants, ou une imagerie angulaire ou une analyse de type CT-est-elle nécessaire pour l'analyse des défaillances ?
- Quels composants seront inspectés ?
- Quelles images ou rapports peuvent être fournis ?
- Qui examine les cas limites ?
- Comment les résultats d’inspection sont-ils stockés et tracés ?
- Quelle est la marche à suivre si un défaut est constaté ?
- Le télescope à rayons X-peut-il être ajusté entre les étapes de prototype, de pilote et de production ?
Ces questions maintiennent la discussion pratique.
L’objectif n’est pas d’exiger l’équipement le plus avancé pour chaque construction. L’objectif est de confirmer que la méthode d’inspection correspond au risque.
Inspection aux rayons X-et précision des devis
L'inspection aux rayons X- peut affecter la planification des devis et des livraisons.
Cela peut nécessiter du temps sur l'équipement, une programmation d'inspection, un examen par l'opérateur, un stockage d'images, des rapports, un jugement technique ou une communication supplémentaire si des résultats limites apparaissent. Si l'exigence est ajoutée après le premier devis, la portée du projet change.
C'est pourquoi l'inspection aux rayons X- doit être divulguée lors de la demande d'offre lorsque cela est important.
Pour les acheteurs, il ne s’agit pas de payer trop tôt une inspection supplémentaire. Il s'agit de s'assurer que le devis correspond aux attentes réelles de la construction.
Un devis PCBA qui inclut uniquement l'AOI standard n'est pas la même chose qu'un devis qui inclut BGA X-Ray, les rapports, la révision des retouches et la validation fonctionnelle. La quantité de planches peut être la même, mais le processus ne l’est pas.
Comment les rayons X-s'intègrent à l'AOI, aux TIC et au FCT
X-Ray doit être traité comme un élément d'une stratégie d'inspection et de test à plusieurs niveaux.
AOI vérifie la qualité visible de l’assemblage.
ICT vérifie les conditions électriques au niveau des composants lorsque l'accès aux tests le permet.
FCT vérifie le comportement-spécifique du produit dans des conditions de fonctionnement définies.
X-Ray permet d'inspecter les joints de soudure cachés et les conditions de soudure internes que d'autres méthodes peuvent ne pas montrer.
Chaque méthode réduit un type de risque différent. Une carte qui passe le FCT peut toujours avoir un problème de soudure caché. Une carte qui réussit l'AOI peut toujours présenter un risque d'annulation ou de pontage du BGA. Une carte qui réussit X-Ray peut toujours échouer dans les fonctions du micrologiciel ou du produit-.
Le plan d’inspection le plus rigoureux n’est généralement pas « davantage de tests partout ».
C'est la bonne méthode d'inspection pour le bon risque.
Liste de contrôle pratique : devriez-vous demander une inspection aux rayons X ?
Avant d'envoyer une demande de devis PCBA, les acheteurs EMS peuvent demander :
- La carte utilise-t-elle BGA, FBGA, QFN, DFN, LGA, CSP, PoP ou d'autres packages-terminés par le bas ?
- Les joints de soudure critiques sont-ils cachés lors d’une inspection visuelle normale ?
- Existe-t-il des coussinets thermiques ou des coussinets de mise à la terre qui affectent les performances ?
- La planche est-elle à haute densité ou à pas fin ?
- Le produit est-il utilisé dans des applications de contrôle industriel, d'énergie, de communication, liées à l'automobile-ou sensibles à la fiabilité ?
- Le résultat du pilote influencera-t-il la sortie de la production ?
- Un composant commun caché-a-t-il été retravaillé ?
- La carte a-t-elle échoué au FCT en raison d'une cause première suspectée liée à la soudure ?
- Le client a-t-il besoin d'-images à rayons X ou de rapports d'inspection ?
- L'annulation, le pontage, l'alignement ou la répartition de la soudure font-ils partie des critères d'acceptation ?
- Les rayons X-doivent-ils être effectués unité-unité par-unité, basée sur un échantillon-, sur le premier article uniquement, ou sur une analyse d'échec-uniquement ?
Si plusieurs réponses sont oui, X-Ray doit être discuté tôt.
Ce que cela signifie pour les acheteurs EMS
X-Ray Inspection n'est pas un module complémentaire de luxe-et ce n'est pas une exigence universelle.
C'est un outil de décision.
Lorsque le risque principal est caché sous un package de composants, X-Ray peut fournir des preuves que l'AOI, l'inspection visuelle, les TIC ou le FCT ne peuvent pas fournir à eux seuls. Lorsque le conseil d'administration n'a pas de risque commun caché-, X-Ray peut augmenter les coûts sans améliorer la prochaine décision de l'acheteur.
Cette distinction est importante.
Un bon acheteur EMS devrait demander une inspection aux rayons X{{0} lorsque la conception de la carte, l'ensemble des composants, les attentes en matière de fiabilité, les conditions de retouche, le chemin d'analyse des défaillances ou les exigences de documentation du client rendent l'inspection conjointe cachée{{2} significative.
Une mauvaise demande est :
"Veuillez faire des rayons X- si nécessaire."
Une meilleure demande est :
"Veuillez effectuer une inspection aux rayons X- sur ces emplacements BGA et QFN pendant la construction pilote, et fournir des images pour examen si des problèmes d'annulation, de pontage ou d'alignement sont suspectés."
Ce type d'instruction donne au partenaire EMS une véritable portée d'inspection.
Conclusion
Les acheteurs EMS doivent demander une inspection aux rayons X- lorsque les risques liés à l'assemblage des PCB sont cachés lors de l'inspection visuelle normale.
Les déclencheurs les plus évidents sont BGA, FBGA, QFN, DFN, LGA, CSP, PoP, les composants à terminaison inférieure-, les joints de soudure cachés, la validation de prototype ou de processus pilote, la retouche de joint-cachée, les pannes fonctionnelles peu claires, les applications sensibles à la fiabilité- et les exigences de documentation client.
X-Ray ne doit pas être traité comme une étiquette générique de « meilleure qualité ». Cela devrait être lié à une question d’inspection spécifique.
Pour les acheteurs préparant un projet PCBA avec des-ensembles de joints cachés ou des besoins en matière de rapports d'inspection, STHL peut examiner les exigences à partir d'unAssemblage de circuits imprimésetTests et inspectionsperspective avant le devis ou la planification de la production. Envoyez vos fichiers viaDemander un devisou contactez-nous auinfo@pcba-china.com
