Einführung
Ein Angebot für eine Leiterplattenbestückung kann eine Zeile für eine Röntgenprüfung enthalten.
Für viele EMS-Käufer ist die erste Reaktion berechtigt: „Brauchen wir das wirklich, oder sind es nur weitere Inspektionskosten?“
Die Antwort hängt davon ab, was das Board verbirgt.
AOI kann sichtbare Montagebedingungen prüfen. Durch eine visuelle Inspektion können freiliegende Lötstellen, Polarität und Komponentenplatzierung überprüft werden. FCT kann definiertes Funktionsverhalten bestätigen. Aber keine dieser Methoden kann vollständig zeigen, was unter einem BGA-, QFN-, LGA-, CSP-, PoP- oder anderen Paket mit Bottom-Terminierung passiert.
Hier kommt die Röntgeninspektion zum Einsatz.
EMS-Käufer sollten eine Röntgeninspektion anfordern, wenn das Hauptqualitätsrisiko bei der normalen visuellen Inspektion verborgen bleibt, insbesondere bei BGA-, QFN-, LGA-, unten{1}abgeschlossenen Komponenten, versteckten Lötstellen, Pilotprozessvalidierung, versteckten{2}Verbindungsnacharbeiten, unklaren Funktionsfehlern oder Kundendokumentationsanforderungen.
Das Ziel besteht nicht darin, X-Ray zu jedem PCBA-Build hinzuzufügen. Das Ziel besteht darin, es zu verwenden, wenn das Inspektionsergebnis dem Käufer hilft, eine bessere Fertigungs-, Qualitäts- oder Freigabeentscheidung zu treffen.
Was Röntgenuntersuchungen tatsächlich zeigen können
Die Röntgeninspektion ist eine zerstörungsfreie Inspektionsmethode, mit der die zusammengebaute Platine und der Komponentenkörper durchsucht werden. In der Leiterplattenbestückung kommt es vor allem dann zum Einsatz, wenn Lötstellen oder innenliegende Lötstrukturen von außen nicht deutlich erkennbar sind.
Bei der praktischen EMS-Arbeit kann die Röntgeninspektion dabei helfen, Folgendes zu beurteilen:
- BGA-Lötverbindungen
- Versteckte QFN-, DFN- oder LGA-Lötbereiche
- CSP, PoP oder andere unten{0}}terminierte Komponenten
- Lotfehlstellen
- versteckte Lötbrücken
- unzureichendes Lot unter den Gehäusen
- grobe Fehlausrichtung
- mögliche Kopf--in-Kopfkissen-Indikatoren
- Lotverteilung nach versteckter-Verbindungsnacharbeit
- vermutete versteckte Mängel bei der Fehleranalyse
Eine einfache Möglichkeit, darüber nachzudenken, ist folgende:
AOI prüft, wie die Platine von außen aussieht.
X-Ray hilft bei der Untersuchung dessen, was sich unter dem Paket verbirgt.
Beides ist wichtig. Sie prüfen lediglich verschiedene Schichten der Baugruppe.
Was eine Röntgenuntersuchung nicht beweist
X-Ray ist wertvoll, aber kein vollständiger Testplan.
Es bestätigt nicht das Verhalten der Firmware. Es ist kein Beweis für die Stabilität der Kommunikation. Es validiert nicht die Sensorreaktion, die Motorsteuerung, das Ladeverhalten, den Stromverbrauch oder die volle Produktfunktion unter definierten Betriebsbedingungen.
Das ist FCT-Territorium.
X-Ray ersetzt AOI auch nicht, da sichtbare Defekte immer noch von Bedeutung sind. Eine Platine benötigt möglicherweise noch AOI, um Polaritätsfehler, fehlende Teile, Tombstoning, sichtbare Lötbrücken oder Platzierungsversatz zu erkennen.
Es ersetzt auch nicht die IKT, bei der eine elektrische Abdeckung für Unterbrechungen, Kurzschlüsse, Komponentenwerte oder Schaltkreiszustände auf Platinenebene erforderlich ist.
X-Ray füllt eine spezifische Lücke: die Sichtbarkeit verborgener Lötstellen.
Wenn eine Röntgenaufnahme ohne klare Prüffrage angefordert wird, kann dies zu höheren Kosten und mehr Zeit für die Prüfung führen, ohne die nächste Entscheidung des Käufers zu verbessern.
Wann eine Röntgeninspektion frühzeitig angefordert werden sollte
Die Röntgeninspektion sollte vor der Angebots- oder Produktionsplanung besprochen werden, wenn der Vorstand versteckte-gemeinsame Pakete enthält oder wenn Inspektionsnachweise Annahme-, Freigabe- oder Fehleranalyseentscheidungen beeinflussen.
1. Wenn das Board BGA- oder Fine-BGA-Gehäuse verwendet
In den meisten EMS-Angebotsprüfungen ist BGA der erste Pakettyp, der die Röntgenfrage auslösen sollte.
Da die Lötstellen unterhalb des Bauteils liegen, kann eine normale Sichtprüfung nicht direkt bestätigen, ob sich jede Kugel richtig geformt hat. AOI bestätigt möglicherweise die Platzierungsausrichtung von außen, kann jedoch die Lötstellen unter dem Gehäuse nicht vollständig bewerten.
Bei der BGA- und Fine-Pitch-BGA-Montage kann Röntgenstrahlung dabei helfen, Brückenbildung, abnormale Hohlräume, grobe Fehlausrichtung, Kugelkollapsprobleme oder visuelle Indikatoren zu erkennen, die auf eine schwache Lotbildung hinweisen können.
Dies bedeutet nicht, dass jedes BGA-Board automatisch das gleiche Röntgen-Oszilloskop benötigt. Bei einigen Projekten ist möglicherweise eine Stichprobenprüfung erforderlich. Andere benötigen möglicherweise eine Überprüfung des ersten{3}Artikels, eine Bestätigung des Pilotbaus oder eine -einzelne-Inspektion ausgewählter Komponenten.
Wenn ein Board jedoch BGA- oder FBGA-Pakete verwendet, sollten Käufer den Röntgenumfang während der RFQ-Phase besprechen. Wenn man bis nach der Montage wartet, kann es zu einer späten Inspektionslücke kommen.
2. Wenn das Design QFN-, DFN-, LGA-, CSP- oder PoP-Komponenten verwendet
BGA ist nicht der einzige Grund, über Röntgenstrahlen nachzudenken.
QFN-, DFN-, LGA-, CSP-, PoP- und andere Gehäuse mit unten{0}}Anschlüssen können ebenfalls wichtige Lötbedingungen verbergen. Diese Gehäuse kommen häufig in kompakter Unterhaltungselektronik, Industriemodulen, Kommunikationsplatinen, energiebezogenen Designs und Leiterplattenbestückungen mit gemischten Technologien zum Einsatz.
Ein QFN sieht von außen vielleicht akzeptabel aus, aber das Wärmeleitpad oder der verborgene Lötbereich können immer noch Hohlräume, eine schlechte Benetzung oder eine ungleichmäßige Lotverteilung aufweisen. In einigen Anwendungen kann dies Auswirkungen auf die Wärmeübertragung, Erdung, Signalintegrität oder die langfristige Zuverlässigkeit haben.
Der Käufer sollte nicht nur fragen: „Kann die Platine zusammengebaut werden?“
Die bessere Frage lautet: „Können die kritischen Lötstellen gut genug untersucht werden, um die nächste Entscheidung zu unterstützen?“
3. Wenn AOI die Platzierung erkennen kann, aber nicht das tatsächliche Risiko
AOI ist nützlich, aber es ist immer noch eine visuelle Inspektion.
Es kann fehlende Teile, Polaritätsfehler, Komponentenversatz, Tombstoning, sichtbare Lötbrücken und viele andere Montageprobleme erkennen. Allerdings kann AOI keine unter den Gehäusen verborgenen Lötstellen inspizieren.
Aus diesem Grund sollten AOI und X-Ray nicht als konkurrierende Methoden betrachtet werden.
AOI fragt: Sieht die sichtbare Baugruppe korrekt aus?
X-Ray fragt: Was passiert unter dem Gehäuse oder im verborgenen Lötbereich?
Dies ist einer der häufigsten Käuferfehler: Wenn man von einem sauberen AOI-Ergebnis ausgeht, sind auch verdeckte Fugen akzeptabel.
Es mag wahr sein. Aber AOI kann es nicht beweisen.
4. Wann Prototypen- oder Pilotergebnisse über den nächsten Build entscheiden
Die Röntgeninspektion kann besonders bei der Erstellung von Prototypen und Pilotprojekten nützlich sein.
In der Prototypenphase muss der Käufer möglicherweise verstehen, ob ein Problem vom Design, der Montage, der Schablone, dem Reflow-Profil, der Gehäuseauswahl, der Komponentenhandhabung oder dem Testaufbau herrührt. X-Ray kann dabei helfen, diese Diskussion einzugrenzen, wenn es um versteckte Lötstellen geht.
In der Pilotphase wird die Frage ernster. Das Team prüft nicht nur einmal, ob ein Board funktionieren kann. Es geht darum, zu entscheiden, ob Design, Prozess und Prüfplan für die Kleinserien- oder Serienproduktion geeignet sind.
Ein funktionierendes Pilotboard ist hilfreich.
Ein funktionsfähiges Pilotboard mit Inspektionsnachweisen ist viel nützlicher, wenn die nächste Entscheidung die Produktionsfreigabe ist.
5. Wenn ausgeblendet-Es wurden gemeinsame Nacharbeiten durchgeführt
Nacharbeit verändert die Prüffrage.
Wenn ein sichtbarer Stecker oder ein großes passives Bauteil nachbearbeitet wird, kann in vielen Fällen eine Sichtprüfung ausreichend sein. Wenn jedoch ein BGA, QFN oder eine ähnliche versteckte -Verbindungskomponente entfernt und ersetzt wurde, wird die Inspektion empfindlicher.
Nach der Nacharbeit kann Röntgenstrahlung dabei helfen, Ausrichtung, Brückenbildung, Hohlräume, Lotverteilung oder andere versteckte Probleme zu beurteilen, die von außen nicht überprüft werden können.
Dabei handelt es sich nicht nur um ein Qualitätsproblem. Es handelt sich auch um ein Problem der Rückverfolgbarkeit.
Wenn eine überarbeitete Platine später zur Validierung, für Feldtests oder zur Kundenfreigabe verwendet wird, sollte der Käufer wissen, ob es sich bei dieser Einheit um eine normale Prozessleistung oder um einen reparierten Zustand handelt.
6. Wenn eine Platine FCT ausfällt und die Ursache nicht offensichtlich ist
FCT kann Ihnen sagen, dass das Board nicht funktioniert. Es wird einem nicht immer gesagt, warum.
Eine Platine kann aufgrund von Firmware, Programmierung, falschem Komponentenwert, Steckerproblem, Problem mit der Testvorrichtung, Stromsequenzierung, Lötbrücke, offener Verbindung oder verstecktem Gehäusedefekt ausfallen.
Wenn der Fehler eine Komponente mit verdeckten Lötstellen betrifft, kann Röntgenstrahlung Teil des Fehleranalysepfads werden.
Wenn beispielsweise ein BGA-basiertes Prozessorboard nicht booten kann, kann X-Ray dabei helfen, zu überprüfen, ob offensichtliche Probleme mit den Lötverbindungen unter dem BGA vorliegen. Wenn sich ein QFN-Leistungs-IC inkonsistent verhält, kann X-Ray dabei helfen, den Zustand des freigelegten Pads und der Lötstelle zu überprüfen.
X-Ray sollte nicht die erste Antwort auf jeden Funktionsfehler sein. Wenn die verdächtige Komponente jedoch verborgene Verbindungen aufweist, kann dies im Vergleich zum Raten Zeit sparen.
7. Wenn an das Produkt höhere Zuverlässigkeitserwartungen gestellt werden
Einige PCBA-Projekte bergen ein höheres Risiko als andere.
Industrielle Steuerplatinen, Automatisierungsgeräte, Stromversorgungsmodule-, Kommunikationsgeräte, Automobilelektronik-, medizinische Unterstützungselektronik und vor Ort-eingesetzte Produkte erfordern häufig mehr Inspektionsdisziplin als ein einfacher Prototyp mit geringem{3}}Risiko.
Je höher die Fehlerkosten, desto wichtiger wird es zu verstehen, welche Lötstellen nicht visuell überprüft werden können.
Bei diesen Projekten sollten Käufer frühzeitig entscheiden, ob X-Ray verwendet werden soll für:
- Erstmusterprüfung
- Probeninspektion
- Bestätigung des Pilotbaus
- Prozessvalidierung
- Überprüfung der Nacharbeit
- Fehleranalyse
- kundenspezifische-spezifische Berichterstattung
Die Antwort muss nicht für jede Einheit oder jeden Build gleich sein. Der Inspektionsumfang sollte jedoch bewusst sein.
8. Wenn der Kunde Inspektionsnachweise benötigt
Manchmal wird X-Ray nicht angefordert, weil der EMS-Partner es empfiehlt. Sie wird angefordert, weil das interne Qualitätsteam, der Endkunde, der Zertifizierungspartner oder die Anwendungsanforderung des Käufers Nachweise verlangt.
In diesen Fällen sollte der Käufer die Dokumentationspflicht klar definieren.
Benötigt der Kunde Röntgenbilder?
Muss der Bericht bestimmte Komponentenpositionen anzeigen?
Ist die Inspektionsstichprobe-basiert oder einheitlich--einheitlich?
Gibt es Bestanden/Nicht bestanden-Kriterien für die Entleerung, Überbrückung oder Ausrichtung?
Wer prüft und genehmigt Grenzfälle?
Wenn eine Berichterstattung erforderlich ist, sollte dies vor der Angebotserstellung besprochen werden. Eine Röntgeninspektion ohne eine klare Erwartung an die Berichterstattung kann dazu führen, dass der Käufer nicht über die Beweise verfügt, die er benötigt.
Wenn eine Röntgeninspektion möglicherweise nicht erforderlich ist
X-Ray ist wertvoll, sollte aber nicht blind hinzugefügt werden.
Für eine einfache Leiterplattenbaugruppe mit sichtbaren Gull-{0}Wing-Anschlüssen, Durchgangsloch-Komponenten, geringer Dichte, ohne BGA- oder unten{2}Anschlüsse aufweisende Gehäuse und einem geringen Produktrisiko ist möglicherweise keine Röntgeninspektion erforderlich. In vielen dieser Fälle können Sichtprüfung, AOI, grundlegende elektrische Prüfungen oder FCT ausreichend Sicherheit für die Projektphase bieten.
Mehr Inspektion ist nicht automatisch besser.
X-Ray erhöht die Prozesszeit, die Kosten, den Interpretationsaufwand und manchmal auch die Komplexität der Überprüfung. Es liefert nur dann nützliche Beweise, wenn der Käufer weiß, welches Risiko er zu reduzieren versucht.
Die entscheidende Frage ist:
Können alle kritischen Lötstellen mit normalen visuellen oder optischen Methoden überprüft werden?
Wenn die Antwort „Ja“ lautet, ist X-Ray möglicherweise optional. Wenn die Antwort „Nein“ lautet, verdient X-Ray einen Platz in der Diskussion über die Inspektionsstrategie.
Wie EMS-Käufer den Röntgenbereich definieren sollten
Wenn eine Röntgeninspektion erforderlich ist, sollte der Käufer nicht einfach „Röntgen bei Bedarf“ in die Angebotsanfrage schreiben.
Das ist kein Geltungsbereich.
Eine bessere Anfrage sollte Folgendes definieren:
- welche Komponenten eine Röntgenaufnahme erfordern
- ob die Prüfung 100 %, stichprobenbasiert-, nur Erstartikel oder nur Fehleranalyse-ist
- ob das Ziel darin besteht, Brückenbildung, Hohlräume, Lotverteilung, Ausrichtung oder Nacharbeitsqualität zu überprüfen
- ob Bilder oder Berichte benötigt werden
- ob vom Kunden-definierte Akzeptanzkriterien gelten
- Was soll passieren, wenn ein Gerät die Inspektion nicht besteht?
- ob in der Prototypen-, Pilot- und Produktionsphase derselbe Röntgenbereich gilt
Diese Details helfen dem EMS-Partner, genaue Angebote zu machen und den Inspektionsablauf zu planen.
Eine vage X-Ray-Anfrage kann das gleiche Problem verursachen wie eine vage FCT-Anfrage: Alle sind sich einig, dass Tests erforderlich sind, aber niemand weiß genau, welches Ergebnis akzeptiert wird.
Was Sie Ihren EMS-Partner zur Röntgenfähigkeit fragen sollten
Der Ausdruck „X-Ray verfügbar“ auf einer Funktionsliste erzählt nicht die ganze Geschichte.
Bevor Käufer eine Röntgeninspektion zu einem PCBA-Projekt hinzufügen, können sie Folgendes fragen:
- Wird die Röntgeninspektion hausintern-durchgeführt oder extern vergeben?
- Ist das System für die Platinengröße und die Gehäusetypen in diesem Design geeignet?
- Reicht eine 2D-Röntgenaufnahme aus oder ist für die Fehleranalyse eine Winkelbildgebung oder eine Analyse im CT-Stil erforderlich?
- Welche Komponenten werden geprüft?
- Welche Bilder oder Berichte können zur Verfügung gestellt werden?
- Wer prüft Grenzfälle?
- Wie werden Inspektionsergebnisse gespeichert und nachverfolgt?
- Wie ist der Ablauf, wenn ein Mangel festgestellt wird?
- Kann der Röntgenumfang zwischen Prototyp-, Pilot- und Produktionsphase angepasst werden?
Diese Fragen halten die Diskussion praxisorientiert.
Das Ziel besteht nicht darin, für jeden Build die modernste Ausrüstung zu verlangen. Ziel ist es, zu bestätigen, dass die Inspektionsmethode dem Risiko entspricht.
Röntgeninspektion und Angebotsgenauigkeit
Die Röntgeninspektion kann sich auf die Angebots- und Lieferplanung auswirken.
Wenn grenzwertige Ergebnisse angezeigt werden, sind möglicherweise Gerätezeit, Inspektionsprogrammierung, Überprüfung durch den Bediener, Bildspeicherung, Berichterstellung, technische Beurteilung oder zusätzliche Kommunikation erforderlich. Wenn die Anforderung nach dem ersten Angebot hinzugefügt wird, ändert sich der Projektumfang.
Aus diesem Grund sollte die Röntgeninspektion bei der Ausschreibung offengelegt werden, wenn es darauf ankommt.
Für Käufer geht es dabei nicht darum, zu früh für eine zusätzliche Inspektion zu zahlen. Es geht darum, sicherzustellen, dass das Angebot den tatsächlichen Bauerwartungen entspricht.
Ein PCBA-Angebot, das nur Standard-AOI umfasst, ist nicht dasselbe wie ein Angebot, das BGA X-Ray, Berichterstellung, Nacharbeitsprüfung und Funktionsvalidierung umfasst. Die Plattenmenge mag zwar gleich sein, der Prozess jedoch nicht.
Wie X-Ray zu AOI, ICT und FCT passt
X-Ray sollte als Teil einer mehrschichtigen Inspektions- und Teststrategie behandelt werden.
AOI prüft die sichtbare Montagequalität.
ICT prüft die elektrischen Bedingungen auf Komponentenebene, sofern der Testzugriff dies zulässt.
FCT prüft produktspezifisches Verhalten unter definierten Betriebsbedingungen.
X-Ray hilft bei der Inspektion versteckter Lötstellen und interner Lötzustände, die mit anderen Methoden möglicherweise nicht angezeigt werden.
Jede Methode reduziert ein anderes Risiko. Eine Platine, die den FCT besteht, weist möglicherweise immer noch ein verstecktes Lötproblem auf. Bei einem Board, das die AOI besteht, besteht möglicherweise immer noch das Risiko einer BGA-Ungültigkeit oder -Überbrückung. Eine Platine, die X-Ray besteht, kann trotzdem die Funktion auf Firmware- oder Produktebene nicht bestehen.
Der stärkste Inspektionsplan besteht normalerweise nicht darin, „überall mehr Tests durchzuführen“.
Es ist die richtige Inspektionsmethode für das richtige Risiko.
Praktische Checkliste: Sollten Sie eine Röntgeninspektion anfordern?
Bevor EMS-Käufer eine PCBA-Anfrage senden, können sie Folgendes fragen:
- Verwendet das Board BGA-, FBGA-, QFN-, DFN-, LGA-, CSP-, PoP- oder andere Bottom-{0}}-terminierte Pakete?
- Sind kritische Lötstellen der normalen Sichtprüfung verborgen?
- Gibt es Wärmeleitpads oder Erdungspads, die die Leistung beeinträchtigen?
- Hat die Platine eine hohe Dichte oder ein feines Rastermaß?
- Wird das Produkt in industriellen Steuerungs-, Energie-, Kommunikations-, Automobil-bezogenen oder zuverlässigkeitskritischen-Anwendungen verwendet?
- Wird das Pilotergebnis Einfluss auf die Produktionsfreigabe haben?
- Wurden versteckte-Gelenkkomponenten überarbeitet?
- Hat die Platine den FCT aufgrund einer vermuteten Ursache im Zusammenhang mit dem Löten-versagt?
- Benötigt der Kunde Röntgenbilder oder Inspektionsberichte?
- Gehören Hohlräume, Brückenbildung, Ausrichtung oder Lotverteilung zu den Akzeptanzkriterien?
- Sollte X-Ray eine Einheit-für-Einheit, eine Stichprobe-basiert, nur auf den ersten Artikel oder nur eine Fehleranalyse-basiert sein?
Wenn mehrere Antworten „Ja“ lauten, sollte X-Ray frühzeitig besprochen werden.
Was das für EMS-Käufer bedeutet
Die Röntgeninspektion ist kein Luxus-Add-on und keine universelle Anforderung.
Es ist ein Entscheidungsinstrument.
Wenn das Hauptrisiko unter einem Komponentenpaket verborgen ist, kann X-Ray Beweise liefern, die AOI, visuelle Inspektion, IKT oder FCT allein nicht liefern können. Wenn der Vorstand kein verstecktes-gemeinsames Risiko aufweist, kann X-Ray Kosten hinzufügen, ohne die nächste Entscheidung des Käufers zu verbessern.
Diese Unterscheidung ist wichtig.
Ein guter EMS-Käufer sollte eine Röntgeninspektion anfordern, wenn das Platinendesign, das Komponentenpaket, die Zuverlässigkeitserwartung, der Nacharbeitszustand, der Fehleranalysepfad oder die Anforderungen an die Kundendokumentation eine verdeckte-gemeinsame Inspektion sinnvoll machen.
Eine schlechte Anfrage ist:
„Bitte machen Sie bei Bedarf eine Röntgenaufnahme.“
Eine bessere Anfrage ist:
„Bitte führen Sie während des Pilotbaus eine Röntgeninspektion an diesen BGA- und QFN-Standorten durch und stellen Sie Bilder zur Überprüfung bereit, wenn der Verdacht auf Hohlraum-, Brücken- oder Ausrichtungsprobleme besteht.“
Durch diese Art der Unterweisung erhält der EMS-Partner einen echten Prüfumfang.
Abschluss
EMS-Käufer sollten eine Röntgeninspektion anfordern, wenn Risiken bei der Leiterplattenbestückung bei der normalen Sichtprüfung verborgen bleiben.
Die klarsten Auslöser sind BGA, FBGA, QFN, DFN, LGA, CSP, PoP, unten abgeschlossene Komponenten, versteckte Lötstellen, Validierung von Prototypen oder Pilotprozessen, versteckte{1}Nacharbeiten an Verbindungen, unklare Funktionsfehler, zuverlässigkeitskritische Anwendungen und Kundendokumentationsanforderungen.
X-Ray sollte nicht als generisches Label für „bessere Qualität“ behandelt werden. Es sollte an eine bestimmte Inspektionsfrage gebunden sein.
Für Käufer, die ein PCBA-Projekt mit versteckten-gemeinsamen Paketen oder Inspektionsberichtsanforderungen vorbereiten, kann STHL die Anforderungen von einem prüfenLeiterplattenbestückungUndPrüfung und InspektionPerspektive vor der Angebots- oder Produktionsplanung. Senden Sie Ihre Dateien überFordern Sie ein Angebot anoder kontaktieren Sie uns unterinfo@pcba-china.com
