在走访美国多家电子制造工厂并与它们交流的过程中，我们听到许多企业对自身准确测量孔隙率的能力表示不满。他们表示，由于细间距、复杂的元器件和组装结构，无法检测出高密度双面电路板中的缺陷。尽管微芯片微型化已成为普遍趋势，但我们合作的许多制造商仍在继续生产尺寸非常大的PCB。 随着其产品不断优化以追求最高性能，许多电子制造服务（EMS）提供商却仍在使用过时的设备，这些设备只能提供模糊且质量低劣的产品图像。 正因如此，产品无法通过审核，导致其无法满足终端客户的需求——这些客户通常将相关产品集成到医疗设备、通信、航空航天或汽车等领域的关键终端产品中。无论规模大小，电子制造企业若无法验证产品质量，都面临生产低性能产品的风险。

电子产品中存在多种具有“隐藏”或“底部引脚”焊点的元器件。 例如 BGA（球栅阵列）、LGA（焊盘栅阵列）、QFN（四边扁平无引线）以及 IGBT（绝缘栅双极 晶体管）的焊点。无论形状如何不同，这些焊点都容易出现焊料空洞及其他缺陷，例如未润湿、枕头头、开路和短路。

对于电阻、电容和QFP（四边扁平封装）等SMT元器件，其焊点可通过AOI进行检测。然而，对于那些因焊点直接位于元器件与电路板之间（厚度往往仅为几微米）而“隐藏”的元器件，则无法进行此类检测。 当这些焊点覆盖在电路板背面的其他焊盘上时，会遮挡图像，导致检测设备无法清晰识别焊点。

图1：LGA焊盘（图像中心下方较大的矩形区域）

鉴于这一市场需求，我们下文介绍了几种改进的方法和分析工具，它们协同工作，能够比以往更准确地测量关键界面处的空洞。 

首先，计算机层析成像（CL）是一种X射线技术，可有效为元器件中的单层或多层（通常位于电路板与元器件的界面处）生成虚拟横截面。与CT（计算机断层扫描）相比，CL通过让被测物沿与射线发射轴相同的轴线旋转来采集数据。这使得X射线源能够非常接近PCB。 根据PCB的尺寸，用户可以将一小片区域放大到远高于使用CT扫描同一物体时所能达到的分辨率，且无需将其从PCB上切下。这种灵活性使用户能够根据需要检测的特征，自由缩放至合适的分辨率。

生成的体积数据可以作为单个切片、切面或整个体积进行分析。由于图像中的背景“噪声”减少，切片分析可以快速且准确地进行。

图2：LGA焊点接口

ProInsight Void Inspect CL 是我们基于Dragonfly开发的软件辅助空洞检测软件，它引导用户在焊点的实际横截面上定义测量区域，而不仅仅是 CAD 估算的焊盘位置。然后，用户可以调整阈值来识别空洞。一旦在一张或多张图像上设置好此流程，即可将其保存为可自动调用的流程。流程定义完成后，即可自动运行，用户可以查看数据以识别合格和不合格的引脚。或者，用户也可以导出数据，供工艺工程团队在其质量体系中进行更详细的审查。

图3a：自动焊盘检测

-> 图3b：自动空洞检测

-> 图3c：空洞百分比列表及合格/不合格标准

对于这些 LGA 引脚和其他焊点，已经证实，高质量的 X 射线图像与这些检测算法相结合，可以得到极其可重复和准确的空洞测量结果。

我们期待未来能够学习和分享这些通过合作开发的先进检测工具。 Comet Yxlon 和Dragonfly 这两家公司都隶属于Comet 群组。有关 ProInsights Void Inspect CL 的更多信息，请点击此链接。